DOMAINE TECHNIQUE

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.

ETAT DE LA TECHNIQUE

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 FR 2 942 735, US 5 231 803 et GB 2 352 417.

BUT DE L'INVENTION

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.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

Les buts précités sont atteints selon la présente invention grâce à un ensemble de ponçage comprenant un dispositif de ponçage comportant un plateau support de disque abrasif et des moyens motorisés adaptés pour assurer un entraînement en déplacement du plateau support, caractérisé par le fait que le plateau support comporte deux encoches réparties angulairement sur sa périphérie, une première encoche étant destinée à coopérer avec un module de positionnement et une deuxième encoche étant destinée à coopérer avec une pince d'arrachage et un module de contrôle de présence de disque abrasif.

DESCRIPTION RAPIDE DES FIGURES

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 :

- la figure 1 illustre une vue générale d'un ensemble de changement d'un disque abrasif perforé sur une ponceuse orbitale, conforme à la présente invention,

- la figure 2 illustre schématiquement la structure générale d'une ponceuse orbitale,

- les figures 3 et 4 illustrent respectivement un plateau conforme à la présente invention et un disque abrasif perforé destiné à être fixé sur un tel plateau,

- les figures 5 et 6 illustrent des moyens de pré-positionnement du plateau de la ponceuse orbitale au niveau de l'ensemble de changement de disque abrasif, à deux stades successifs de leur fonctionnement,

- la figure 7 illustre un sous ensemble d'orientation du plateau de la ponceuse orbitale,

- la figure 8 illustre un sous-ensemble d'arrachage d'un disque perforé, conforme à la présente invention,

- la figure 9 illustre un sous-ensemble de contrôle d'un disque perforé, conforme à la présente invention, et

- la figure 10 illustre un sous-ensemble de positionnement d'un disque perforé en regard du plateau support.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

On a représenté sur la figure 1 un ensemble adapté pour assurer le changement automatique de disques abrasifs perforés 10 placés sur le plateau support 1 10 d'une ponceuse orbitale 100.

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 1 10 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 1 10 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 1 10.

L'ensemble de changement de disque abrasif illustré sur la figure 1 annexée comprend 6 sous-ensembles :

- Un système 200 d'indexage du plateau 1 10,

- Un système 300 d'ascenseur pour arrachage,

- Un système 400 d'arrachage de disque 10,

- Un système 500 de contrôle de la présence d'un disque 10,

- Un système 600 de magasin de disques neufs 10,

- Un système 700 d'ascenseur pour le magasin de disques neufs 10.

L'ensemble illustré sur la figure 1 est conçu pour être suffisamment compact pour être embarqué sur un moyen mobile ou sur le rail d'un robot industriel 7 axes par exemple.

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 1 10 d'une ponceuse orbitale 100, puis replacer un disque neuf 10 sur le plateau 1 10, 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 figure 1 et une position de travail éloignée de l'ensemble de changement de disque, dans laquelle le disque abrasif porté par le plateau 1 10 est en appui sur une pièce à poncer et entraîner pour assurer le ponçage de cette pièce.

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 figure 2 possède un carter 102 qui porte un arbre moteur 120 centré sur un axe 122 et un arbre mené 130 lié au plateau 1 10 et lui-même centré sur un axe 132 parallèle à l'axe 122 de l'arbre moteur 120 mais excentré par rapport à cet axe 122 de quelques millimètres.

L'arbre moteur 120 est entraîné 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 entraîné 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 1 10.

A l'arrêt, l'arbre moteur 120 devient libre et peut être tourné manuellement.

Le plateau support 1 10 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 1 10 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 1 10 et le disque 10 sont munis de perforations traversantes respectives 1 12, 12. La disposition des perforations 12 prévues sur le disque 10 est identique à la disposition des perforations 1 12 prévues sur le plateau 1 10 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 1 12 du plateau 1 10 pour permettre un débit d'aspiration optimal.

On a représenté sur les figures 3 et 4 annexées une disposition à 12 perforations respectivement dans chaque disque 10 et dans le plateau 1 10. Bien entendu la présente invention n'est cependant pas limitée à cette disposition particulière.

Comme on l'a indiqué précédemment, selon l'invention, le plateau support 1 10 comporte deux encoches 1 14, 1 16 réparties angulairement sur sa périphérie. Les deux encoches s'étendent sur toute l'épaisseur du plateau 1 10 et débouche sur la tranche périphérique du plateau.

De préférence comme on le voit sur la figure 3, les deux encoches 1 14, 1 16 sont symétriques et diamétralement opposées.

Une première encoche 1 14 est destinée à coopérer avec le module de positionnement ou d'indexage 200 et la deuxième encoche 1 16 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 1 10 sous forme d'un enlèvement de matière au niveau des 2 encoches symétriques 1 14, 1 16, 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 1 10, illustrés sur les figures 5 et 6 annexées.

Comme on le voit sur la figure 1 , ces moyens 200 sont de préférence placés en partie supérieure de l'ensemble de changement de disque, au niveau du poste occupé par la ponceuse 100 dans la position arrachage d'un disque usagé et positionnement d'un disque neuf 10.

La présence de 2 arbres libres 120, 130 complique la mise en position du plateau 1 10 et donc de ses orifices d'aspiration 1 12, 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 1 10, il est prévu selon l'invention un poste de prépositionement 210 illustré sur les figures 5 et 6 comportant une surface inclinée 212 et un poste d'orientation angulaire précise 220 illustré sur la figure 7 comportant deux galets 222, 224 dont l'un est motorisé.

La surface inclinée 212 est située le long d'un tronçon rectiligne de la trajectoire d'approche du plateau 1 10 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 figures 1 et 8 à 10 et perpendiculaire au plan des figures 5 à 7.

Ainsi lorsque le bras automatisé déplace la ponceuse 100 dans la position unique précitée, la périphérie du plateau 1 10 entre au contact de la surface inclinée 212. Ainsi le plateau 1 10 tend à être freiné et l'arbre 130 du plateau 1 10 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 figures 5 et 6.

Les deux galets 222 et 224 sont portés par une monture 225 de part et d'autre du plan médian de trajectoire du plateau 1 10. Leurs axes de rotation sont parallèles aux axes 122 et 132. Ainsi à la fin de son déplacement le plateau 1 10 vient en contact avec les 2 galets 222 et 224 et l'arbre mené 130 du plateau 1 10 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 figure 7 et qui correspond au plan médian de trajectoire.

Le galet motorisé 222, en contact avec la périphérie du plateau 1 10, permet ensuite d'entraîner en rotation le plateau 1 10 autour de l'axe 132 (et ainsi son disque abrasif perforé 10) pour orienter angulairement le plateau 1 10.

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 1 14 du plateau 1 10 et déclenche l'arrêt en rotation du galet 222 lorsque le palpeur 227 est placé en regard de l'encoche 1 14, terminant alors la mise en position des orifices d'aspiration 12 et 1 12. La détection de l'encoche 1 14 peut être faite selon diverses modalités, par exemple mais non nécessairement par pénétration du palpeur mécanique dans l'encoche 1 14.

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 figure 8.

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 figure 8 dans laquelle le mors 412 étant éloigné de la platine 410, par exemple orthogonal à la platine 410, la pince est ouverte, et une position de travail dans laquelle le mors 412 est plaqué contre la surface supérieure de la platine 410 et la pince est par conséquent fermée.

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 figure 1 dans laquelle le sous-ensemble d'arrachage 400 est en attente en position latérale inférieure par rapport à la ponceuse 100 et une position de travail représentée sur la figure 8 dans laquelle la platine 410 est déplacée en appui contre la surface inférieure du plateau 1 10, le mors 412 étant placé en regard de l'encoche 1 16.

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 1 16), et pincement du bord d'un disque usagé 10 au niveau de l'encoche 1 16.

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 figure 9.

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 figure 9 dans laquelle la tige 510 est éloignée du plateau 1 10, et une position de travail dans laquelle la tige 510 est déplacée vers le plateau 1 10 en regard de l'encoche 1 16. Lors de ce mouvement la tige 510 se déplace dans le plan médian de trajectoire.

L'homme de l'art comprendra que lorsqu'un disque 10 est présent sur le plateau 1 10, 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 1 16. 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 1 10. 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 1 10 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 1 10 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 1 10 et de stockage de disques de rechange, illustré sur la figure 10.

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 1 10. 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 1 10 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 1 10 dénué de disque, un outil neuf 10.

L'orientation angulaire du disque neuf 10 par rapport au plateau 1 10 et par conséquent un parfait alignement des perforations respectives 12 et 1 12 prévues sur le disque 10 et sur le plateau 1 10 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'accroché prévu sur la surface inférieure du plateau 1 10, 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 1 10 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 1 10 de la ponceuse 100.

AVANTAGES DE L'INVENTION

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 :

- il constitue un changeur de disques abrasifs autonome et compact, par le positionnement de ces éléments constitutifs,

- il permet en particulier un procédé d'abrasion orbitale aléatoire avec disques perforés,

- il permet par la présence d'encoches symétriques d'indexage d'éviter toute perturbation dynamique par rapport à des solutions connues de l'art antérieur conduisant à des phénomènes vibratoires néfastes,

- il autorise des changements nombreux de disques abrasifs permettant un ponçage de pièces de grandes dimensions (par exemple et non exclusivement dans les domaines nautique, éolien ou aéronautique).