La présente invention concerne le domaine des dispositifs de ponçage.
Plus précisément, la présente invention concerne un dispositif de ponçage comprenant des moyens de changement précis et autonome de disque abrasif.
Plus précisément encore l'invention s'applique en particulier aux ponceuses orbitales comportant des moyens d'aspiration de poussières à travers un plateau support et à travers le disque abrasif.
Différents dispositifs de ponçage et de moyens de changement de leurs disques abrasifs ont déjà été proposés.
On trouvera des exemples de tels dispositifs connus dans les documents
Un premier but de la présente invention est de proposer des moyens permettant de garantir un fonctionnement fiable dans le temps, malgré un fonctionnement dans un environnement difficile en raison des poussières résultant du ponçage.
Un autre but de l'invention est de proposer des moyens permettant d'assurer un positionnement relatif précis d'un plateau support de ponçage par rapport à des disques abrasif de rechange destinés à être placés sur ledit plateau support.
Les buts précités sont atteints selon la présente invention grâce à un ensemble de ponçage tel que défini en revendication 1 annexée.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels :
On a représenté sur la
Cet ensemble constitue un système complet et autonome permettant, après positionnement simple de l'effecteur de ponçage orbital
100 par un moyen automatisé, d'orienter angulairement le plateau 110 de la ponceuse 100, de retirer un disque perforé usagé 10, de positionner un nouveau disque perforé 10 sur le plateau, de contrôler à tout moment la présence ou l'absence de disque perforé 10 sur le plateau 110 et de stocker un ensemble de disques perforés neufs 10 dans un magasin. Le système garanti un positionnement précis du nouveau disque perforé 10 en imposant la coïncidence d'orifices d'aspiration prévus respectivement dans le disque abrasif 10 et dans le plateau 110.
L'ensemble de changement de disque abrasif illustré sur la
L'ensemble illustré sur la
Les 6 sous-ensembles précités sont positionnés pour intervenir successivement afin de procéder à l'arrachage d'un disque abrasif usagé 10 placé sur le plateau 110 d'une ponceuse orbitale 100, puis replacer un disque neuf 10 sur le plateau 110, à partir d'une position unique et constante de la ponceuse 100 (repère O ; X ; Z) et de son bras automatisé. Dans la suite de la description, cette position de la ponceuse sera dénommée « position unique » par simplification.
La position respective de chacun des 6 sous-ensembles permet d'actionner individuellement de manière séquentielle chacun de ces sous-ensembles sans interférer avec les autres sous-ensembles.
La ponceuse 100 est placée sur un bras automatisé adapté pour déplacer séquentiellement la ponceuse entre la position de changement de disque abrasif 10 illustrée sur la
La structure et le fonctionnement d'un tel bras automatisé sont connus en eux-mêmes et peuvent faire l'objet de nombreux modes de réalisation. Le bras automatisé n'est donc pas illustré sur les figures annexées et ne sera pas décrit plus en détail par la suite.
La ponceuse orbitale 100 schématisée sur la
L'arbre moteur 120 est entrainé en rotation autour de l'axe 122 par le moteur 140 de la ponceuse. L'arbre mené 130 est monté à rotation dans un palier 136 lié à l'arbre moteur 120 par un bras rigide radial 134 transversal à l'axe 122. Ainsi lorsque l'arbre moteur 120 est entrainé à rotation autour de l'axe 122, le palier 136 décrit un mouvement orbital autour de l'axe 122. L'arbre mené 130 est continuellement libre de rotation dans le palier 136, autour de son axe 132. Le mouvement relatif de rotation de l'arbre mené 130 par rapport au palier 136 dépend des efforts résistants appliqués par la pièce poncée sur le disque abrasif 10 lié au plateau 110.
A l'arrêt, l'arbre moteur 120 devient libre et peut être tourné manuellement.
Le plateau support 110 est porté par l'extrémité libre de l'arbre mené 130 émergeant du carter 102. Il s'étend perpendiculairement à l'axe 132. Le plateau 110 est adapté pour recevoir et maintenir par tous moyens appropriés, par exemple par un système de type velours/crochets ou tous moyens équivalents, un disque abrasif 10.
Le plateau 110 et le disque 10 sont munis de perforations traversantes respectives 112, 12. La disposition des perforations 12 prévues sur le disque 10 est identique à la disposition des perforations 112 prévues sur le plateau 110 pour permettre l'évacuation des poussières par aspiration en cours d'opération. Chaque perforation 12 du disque 10 doit être parfaitement alignée avec une perforation 112 du plateau 110 pour permettre un débit d'aspiration optimal.
On a représenté sur les
Comme on l'a indiqué précédemment, selon l'invention, le plateau support 110 comporte deux encoches 114, 116 réparties angulairement sur sa périphérie. Les deux encoches s'étendent sur toute l'épaisseur du plateau 110 et débouche sur la tranche périphérique du plateau.
De préférence comme on le voit sur la
Une première encoche 114 est destinée à coopérer avec le module de positionnement ou d'indexage 200 et la deuxième encoche 116 est destinée à coopérer avec une pince d'arrachage 410 et le module 500 de contrôle de présence de disque abrasif.
Les inventeurs ont constaté que la réalisation de moyens d'indexage sur le plateau 110 sous forme d'un enlèvement de matière au niveau des 2 encoches symétriques 114, 116, n'a pas d'incidence dynamique, ni vibratoire sur la ponceuse orbitale en rotation.
On va maintenant décrire les moyens 200 de positionnement de l'axe libre 130 du plateau 110, illustrés sur les
Comme on le voit sur la
La présence de 2 arbres libres 120, 130 complique la mise en position du plateau 110 et donc de ses orifices d'aspiration 112, puisque le déplacement du carter 102 grâce au bras automatisé ne permet pas d'agir directement sur la position de l'arbre 130, ce dernier pouvant opérer un mouvement planétaire libre autour de l'axe 122.
Pour satisfaire cet objectif de positionnement du plateau 110, il est prévu selon l'invention un poste de prépositionement 210 illustré sur les
La surface inclinée 212 est située le long d'un tronçon rectiligne de la trajectoire d'approche du plateau 110 lorsque le bras automatisé (non représenté sur les figures annexées comme indiqué précédemment) déplace la ponceuse 100 dans la position unique (repère O ; X ; Z) qu'elle doit occuper dans l'ensemble de changement de disque. Cependant la surface inclinée 212 n'est pas parallèle à la direction principale de ce tronçon, mais converge vers le plan médian de la trajectoire du plateau, en direction de la position unique précitée. Dans la suite de la description, le plan précité sera dénommé « plan médian de trajectoire ». Ce plan est parallèle au plan des
Ainsi lorsque le bras automatisé déplace la ponceuse 100 dans la position unique précitée, la périphérie du plateau 110 entre au contact de la surface inclinée 212. Ainsi le plateau 110 tend à être freiné et l'arbre 130 du plateau 110 est orienté vers l'arrière de la direction d'avance, par rapport à l'arbre moteur 120, comme on le voit à l'examen comparé des
Les deux galets 222 et 224 sont portés par une monture 225 de part et d'autre du plan médian de trajectoire du plateau 110. Leurs axes de rotation sont parallèles aux axes 122 et 132. Ainsi à la fin de son déplacement le plateau 110 vient en contact avec les 2 galets 222 et 224 et l'arbre mené 130 du plateau 110 termine de se positionner avec précision en arrière de l'arbre moteur 120, l'axe 132 et l'axe 122 état dans un plan qui coïncide avec l'axe de direction d'avance comme on le voit sur la
Le galet motorisé 222, en contact avec la périphérie du plateau 110, permet ensuite d'entrainer en rotation le plateau 110 autour de l'axe 132 (et ainsi son disque abrasif perforé 10) pour orienter angulairement le plateau 110.
Un capteur 226 comprenant de préférence un palpeur mécanique 227 situé entre les deux galets 222 et 224, dans le plan médian de trajectoire, détecte une des deux encoches 114 du plateau 110 et déclenche l'arrêt en rotation du galet 222 lorsque le palpeur 227 est placé en regard de l'encoche 114, terminant alors la mise en position des orifices d'aspiration 12 et 112. La détection de l'encoche 114 peut être faite selon diverses modalités, par exemple mais non nécessairement par pénétration du palpeur mécanique dans l'encoche 114.
La ponceuse orbitale 100 occupe alors la position précise recherchée vis-à-vis des ensembles 300, 400, 500, 600 et 700 pour assurer l'arrachage d'un disque usagé 10 et la mise en place d'un disque neuf 10.
On va maintenant décrire le sous-ensemble d'arrachage de disque 400 illustré sur la
Ce sous ensemble d'arrachage 400 associé au sous-ensemble ascenseur 300, est placé au repos latéralement à un étage inférieur par rapport au poste occupé par la ponceuse 100 en position unique.
Le sous ensemble d'arrachage 400 comprend une platine 410 qui porte à rotation un mors 412. La platine 410 et le mors 412 forment en combinaison une pince de préhension de disque. Le mors 412 peut être déplacé par tous moyens appropriés, par exemple un vérin 414, entre une position de repos, tel qu'illustré sur la
L'ascenseur 300 peut faire l'objet de nombreux modes de réalisation. Il comprend de préférence un guide 310 incliné par rapport à la verticale et centré sur le plan médian de trajectoire, associé à un vérin 320. Le guide 310 et le vérin 320 sont adaptés pour déplacer la platine 410 et le sous ensemble d'arrachage 400, dans le plan médian de trajectoire, entre une position de repos rétractée représentée sur la
Dans cette position, l'actionnement du vérin 414 entraine la fermeture de la pince par pivotement du mors 412, (lequel se place dans l'encoche 116), et pincement du bord d'un disque usagé 10 au niveau de l'encoche 116.
La rétractation du vérin 320 permet de redescendre la platine 410 en position fermée de la pince et ainsi d'arracher le disque 10.
On va maintenant décrire le sous-ensemble 500 de contrôle de la présence ou l'absence d'un disque en regard de la
Ce sous ensemble de contrôle 500 est également placé au repos latéralement à un étage inférieur par rapport au poste occupé par la ponceuse 100 en position unique, et ce de préférence dans une position diamétralement opposé au module d'arrachage 400 par rapport à la verticale de la ponceuse 100.
Le module de contrôle 500 comprend une tige 510 montée à rotation sur une embase 512 et déplacée par tous moyens appropriés, par exemple un vérin 514, entre une position de repos, tel qu'illustré sur la
L'homme de l'art comprendra que lorsqu'un disque 10 est présent sur le plateau 110, l'extrémité de la tige 510 bute contre le disque 10. En revanche en absence d'un disque 10, la tige 510 peut s'engager dans l'encoche 116. Une détection de l'amplitude de la course de la tige 510 permet par conséquent de contrôler l'absence ou la présence d'un disque 10 sur le plateau 110. Cette détection d'amplitude peut être réalisée à l'aide de tous moyens appropriés, par exemple une ampoule type « Interrupteur à Lames Souples » ou « ILS ».
De préférence le module de contrôle 500 est actionné d'une part après arrachage d'un disque usagé 10 afin de contrôler que l'arrachage a bien été effectué et d'autre part après mise en place d'un disque neuf afin de contrôler que la mise en place de ce disque neuf a bien été réalisée.
Cette étape de contrôle est essentielle pour garantir que le plateau 110 ne risque pas d'être apposé sur une pièce à poncer, en étant dépourvu de disque abrasif 10. Dans le cas contraire en effet le déplacement du plateau 110 sur ladite pièce à poncer risquerait de détériorer celle-ci.
On va maintenant décrire le module 600 de positionnement d'un disque 10 sur le plateau 110 et de stockage de disques de rechange, illustré sur la
Ce sous ensemble 600 est placé sous le poste occupé par la ponceuse 100 en position unique, à la verticale de celle-ci.
Après l'arrachage d'un disque usé 10, un disque neuf 10 doit être apposé contre le plateau 110. Un système de magasin 610 permet de stocker un ensemble de disques abrasifs 10 empilés horizontalement sur une base 602. Les disques 10 sont pré-positionnés par un opérateur sur 2 tiges de centrage verticales 612, 616 équipées chacune, à leur extrémité libre supérieure d'un clip 613, 617 de maintien des disques abrasifs 10 et à leur extrémité inférieure, d'un ressort de rappel 614, 618.
Les clips 613, 617 sont adaptés pour autoriser l'extraction d'un disque 10 lorsque celui-ci adhère au plateau 110 tout en interdisant une extraction du disque sous-jacent.
Les tiges de centrage 612, 616 sont montées à coulissement vertical sur la base 602 et sollicitées vers le bas par les ressorts 614, 618 par rapport à la base 602.
Sur demande d'un système de commande, un système d'ascenseur 700, par exemple un vérin 710 sous-jacent au magasin 610 permet de pousser le magasin 610 vers le haut et de proposer au plateau 110 dénué de disque, un outil neuf 10.
L'orientation angulaire du disque neuf 10 par rapport au plateau 110 et par conséquent un parfait alignement des perforations respectives 12 et 112 prévues sur le disque 10 et sur le plateau 110 sont garantis dès lors que le plateau est positionné avec précision par rapport au capteur 226 et le magasin 610 est lui-même orienté avec précision par rapport au référentiel du capteur 226.
Après contact du disque abrasif 10 présent sur le sommet de la réserve dans le magasin 610, avec le système d'accroche prévu sur la surface inférieure du plateau 110, par exemple un système de type velours/crochets comme indiqué précédemment, la descente du magasin 610 par commande du vérin 710 sépare ce disque 10 de la réserve 610.
Comme évoqué précédemment une fois un disque neuf 10 déposé sous le plateau 110 de la ponceuse 100, le système de contrôle 500 s'assure de la présence du disque 10 par la démarche précédemment décrite de déplacement de la tige 510 et mesure de la course de celle-ci.
L'ensemble de changement de disque abrasif autorise alors le bras automatisé à retirer la ponceuse orbitale 100 pour poursuivre son opération de ponçage.
En variante le dispositif conforme à la présente invention peut comporter un actionneur supplémentaire du type glissière pour proposer plusieurs magasins 610 de disques abrasifs avec différentes granulométrie par exemple, sélectivement sous le plateau 110 de la ponceuse 100.
L'opération de préparation de surface par ponçage orbital est de plus en plus automatisée sur des tâches répétitives, notamment par des robots industriels. Que ce soit pour la réalisation de pièces de grandes dimensions en petite série ou la réalisation de pièces de moindres dimensions en grande série, l'automatisation de ces tâches manuelles représente des nombreux intérêts : notamment soulager les opérateurs des risques de Troubles Musculo-Squelettiques ou d'hygiène industrielle (poussières, bruit...) et permettre de gagner en productivité.
L'ensemble proposé selon l'invention permet une automatisation totale du changement de disque abrasif et garantit un positionnement précis des disques abrasifs sur le plateau support du dispositif de ponçage propre à assurer une aspiration optimale des poussières poncées et à interdire l'application du plateau support de ponçage sans la présence d'un disque abrasif, sur une surface à poncer, évitant ainsi tout risque de détérioration de la surface à poncer.
L'ensemble conforme à la présente invention est en outre remarquable pour les points suivants :
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