Domaine technique

La présente invention concerne le domaine des dispositifs et méthodes pour marquer la surface d’un objet par micro percussion.

Art antérieur

Dans l’industrie, il est souvent nécessaire de marquer des pièces fabriquées. Le marquage peut être réalisé par micro percussions, au moyen d’un outil comprenant une pointe qui est animée d’un mouvement alternatif de translation et qui vient frapper la surface à marquer. Le marquage de l’objet est ainsi réalisé par déformation de sa surface suite aux micro percussions. Un système connu pour réaliser un tel marquage est un outil de marquage à micro percussion électromagnétique.

En général, le marquage est réalisé manuellement par un opérateur, en- dehors des cycles d’usinage, allongeant ainsi le temps de traitement global. Par ailleurs, les outils de marquage connus nécessitent souvent une mise en place spécifique qui augmente également le temps de marquage et de traitement complet de la pièce fabriquée.

Résumé de l’invention

Un objet de la présente invention est de fournir un outil de marquage qui permet de réduire le temps requis pour le marquage.

À cet effet, les inventeurs proposent un outil de marquage à micro percussion pour réaliser un marquage sur une surface d’un objet (ou pièce), comprenant des moyens de marquage à micro percussion comprenant un organe de marquage. L’outil de marquage de l’invention comprend en outre des moyens de couplage mécanique pour coupler mécaniquement les moyens de marquage à une machine outil. L’outil de marquage de l’invention comprend en outre une batterie et un capteur apte à communiquer avec une antenne de la machine outil. Il est alors possible d’avoir un outil de marquage ayant une alimentation intégrée pour les moyens de marquage, et, de commander les moyens de marquage à distance et sans connexion filaire depuis une unité de commande d’une machine outil.

L’invention permet donc d’avoir un outil de marquage par micro percussion qui peut être monté en broche sur une machine outil (ou machine d’usinage), par exemple à commande numérique, et qui peut être commandé (en position et contenu) depuis la commande de la machine outil (par exemple sa commande numérique). Avec l’invention, il est donc possible de réaliser un marquage pendant le cycle d’usinage d’une pièce. Cela permet de réduire le temps requis pour le marquage. Contrairement aux techniques de marquage connues, le marquage ne se fait pas en-dehors de la machine outil. Avec l’invention, il n’est pas nécessaire d’interrompre un cycle, ni d’avoir une intervention humaine pour placer l’outil de marquage et sélectionner le programme de marquage. Ces différentes étapes peuvent se faire avec la machine d’usinage. Le temps nécessaire au marquage est donc réduit. La solution de marquage est donc plus efficace. L’invention permet également une automatisation du procédé de marquage, de réduire les risques d’erreurs et est particulièrement compacte. Par ailleurs, la précision du marquage peut être grande avec l’outil de marquage de l’invention car on peut profiter de la précision des machines d’usinage à commande numérique.

Les moyens de marquage à micro percussion pourraient être appelés système ou unité de marquage à micro percussion, sans altérer l’invention et sa portée. Ces moyens de marquage comprennent par exemple un dispositif à micro percussion électromagnétique tel que décrit dans EP2875173 pour imprimer le mouvement de micro percussion à l’organe de marquage. Ce dernier est de préférence une pointe.

En général, une machine outil comprend une broche. Une broche est un élément connu d’un homme de métier, se rapportant à la partie reliée au moteur de la machine outil et pouvant recevoir divers outils tournants pour réaliser un usinage. Dans un tel cas, les moyens de couplage mécanique de l’outil de marquage de l’invention permettent de fixer les moyens de marquage à une telle broche. De préférence, les moyens de couplage mécanique comprennent une interface standard capable de prendre différents attachements outils tels que par exemple ISO, Capto, HSK.

Dans la suite de ce résumé, il est examiné plusieurs modes de réalisations préférés de l’invention compatibles entre eux.

Selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, l’outil de marquage à micro percussion est électromagnétique, et la batterie est configurée pour alimenter en énergie électrique les moyens de marquage électromagnétiques.

De préférence, l’outil de marquage de l’invention comprend en outre des moyens de déplacement de l’organe de marquage pour balayer au moins partiellement la surface de l’objet à marquer. Ce mode de réalisation préféré correspond par exemple à un cas où un pistolet de marquage est couplé à la machine outil pour réaliser le marquage. Un tel pistolet de marquage comprend en général des moyens pour déplacer l’organe de marquage de sorte à balayer la surface à marquer.

Les inventeurs proposent également une machine outil comprenant :

- un outil de marquage tel que décrit précédemment et pouvant avoir toutes les variantes préférées introduites plus haut ;

- une broche couplée mécaniquement aux moyens de marquage de l’outil de marquage par l’intermédiaire des moyens de couplage mécanique ; et

- une unité de commande pour commander les moyens de marquage, et en particulier un déplacement dudit organe de marquage ;

- une antenne pour envoyer des instructions de l’unité de commande de la machine outil aux moyens de marquage.

Une telle machine outil présente tous les avantages de l’outil de marquage de l’invention. En particulier, elle permet de réduire le temps nécessaire au marquage. De préférence, la machine outil est une machine à commande numérique où l’unité de commande est une unité de commande numérique.

Quand l’outil de marquage comprend des moyens de déplacement de l’organe de marquage pour balayer au moins partiellement la surface à marquer, l’unité de commande est de préférence apte à les commander.

Dans un mode de réalisation préféré, la machine outil de l’invention comprend des moyens de mise en mouvement pour déplacer l’organe de marquage pour balayer au moins partiellement la surface de l’objet à marquer, ladite unité de commande étant apte à commander lesdits moyens de mise en mouvement. Ces moyens de mise en mouvement sont distincts des moyens de déplacement décrits plus haut et faisant partie de l’outil de marquage selon une variante préférée.

Dans une version préférée de ce mode de réalisation, la machine outil, par l’intermédiaire des moyens de mise en mouvement, permet de bouger l’organe de marquage jusqu’à réaliser l’ensemble du marquage, point par point. Il n’y a alors pas besoin d’autres moyens de déplacement qui seraient intégrés dans l’outil de marquage, comme cela serait le cas si on utilisait un pistolet de marquage.

Dans une autre version préférée de ce mode de réalisation, l’outil de marquage de la machine outil comprend des moyens de déplacement qui peuvent être utilisés en combinaison des moyens de mise en mouvement de la machine outil. Il est par exemple possible d’utiliser les moyens de mise en mouvement pour réaliser des grands déplacement de l’organe de marquage, tandis que les moyens de déplacement sont utilisés pour de plus petits mouvements, avec une meilleure résolution et un meilleur contrôle. D’autres utilisations sont néanmoins possibles. Selon un deuxième aspect, les inventeurs proposent un ensemble comprenant :

- une machine outil selon le premier aspect de l’invention ;

un rangement apte à recevoir l’outil de marquage, le rangement comprenant une assise de rechargement de la batterie.

Les avantages et modes de réalisation préférés décrits pour l’outil de marquage et pour la machine outil s’appliquent audit ensemble, mutatis mutandis. De préférence, le rangement est apte à recevoir une pluralité d’outils de marquage, le rangement comprenant une pluralité d’assises de rechargement de batterie de la pluralité d’outils de marquage.

Selon un troisième aspect, les inventeurs proposent une méthode de marquage par micro percussion d’une surface d’un objet, comprenant les étapes suivantes :

i. fournir une machine outil comprenant

- une broche, une antenne et une unité de commande;

ii. fournir un outil de marquage à micro percussion électromagnétique comprenant

- des moyens de marquage à micro percussion électromagnétique comprenant un organe de marquage ;

- des moyens de couplage mécanique ;

- une batterie pour alimenter en énergie électrique les moyens de marquage à micro percussion électromagnétique ;

- un capteur apte à communiquer avec l’antenne de la machine outil ;

iii. coupler mécaniquement lesdits moyens de marquage à ladite broche par l’intermédiaire desdits moyens de couplage mécanique;

iv. rapprocher ledit organe de marquage de la surface de l’objet à marquer ; v. démarrer les moyens de marquage à micro percussion par l’intermédiaire de l’unité de commande en envoyant avec l’antenne apte à communiquer avec le capteur, des instructions aux moyens de marquage ;

vi. déplacer l’organe de marquage par l’intermédiaire de l’unité de commande de sorte qu’il balaye au moins partiellement ladite surface dudit objet.

Les étapes de la méthode ne doivent pas nécessairement être effectuées dans l’ordre décrit ci-dessus.

Les avantages et modes de réalisation préférés décrits pour l’outil de marquage s’appliquent à la méthode de marquage, mutatis mutandis. En particulier, la machine outil est de préférence une machine outil à commande numérique. L’étape iii. consiste à coupler mécaniquement l’outil de marquage à la broche par l’intermédiaire des moyens de couplage mécanique.

L’étape iv comprend par exemple une sous-étape de positionner l’organe de marquage au centre du marquage et/ou à hauteur d’un premier point à marquer.

De préférence, l’outil de marquage comprend des moyens de déplacement de l’organe de marquage et l’étape vi comprend une commande desdits moyens de déplacement par l’intermédiaire de l’unité de commande. Cette version préférée correspond par exemple à un cas où l’outil de marquage comprend un pistolet de marquage embarqué.

De préférence, la machine outil comprend des moyens de mise en mouvement pour déplacer l’organe de marquage pour balayer au moins partiellement la surface dudit objet (lesdits moyens de mise en mouvement étant distincts des moyens de déplacement décrits au paragraphe précédent), et l’étape vi comprend une commande desdits moyens de mise en mouvement par l’intermédiaire de l’unité de commande. Dans un tel mode de réalisation, il n’est pas nécessaire de prévoir un outil de marquage comprenant des moyens de déplacement ; on peut utiliser uniquement les moyens de mise en mouvement de la machine outil. Dans une autre réalisation possible, des moyens de déplacement de l’outil de marquage peuvent être utilisés en combinaison avec les moyens de mise en mouvement.

Brève description des figures

Afin d’illustre l’invention et la description détaillée qui suit, on se reportera aux figures où :

- la figure 1 montre un outil de marquage selon une réalisation possible de l’invention ;

- la figure 2 montre une machine outil comprenant un outil de marquage selon l’invention ;

- la figure 3 montre un exemple d’outil de marquage selon l’invention, rangé en magasin. Les dessins des figures ne sont pas à l’échelle. Généralement, des éléments semblables sont dénotés par des références identiques. La présence de numéros ou lettres de référence ne peut aucunement être considérée comme limitative, y compris lorsque ces numéros ou lettres sont indiqués dans les revendications.

Description détaillée de modes de réalisation particuliers de l’invention

La figure 1 montre un exemple d’outil de marquage 1 à micro percussion selon l’invention. Il comprend des moyens de marquage 5 (ou unité/système de marquage) à micro percussion. Il peut par exemple s’agir d’une unité de marquage à micro percussion électromagnétique, connue d’un homme du métier et décrite dans EP2875173. D’autres types d’unité de marquage par micro percussion peuvent néanmoins être utilisés. Les moyens de marquage 5 à micro percussion comprennent un organe de marquage 6 tel une pointe par exemple, dont l’extrémité est destinée à venir impacter la surface d’un objet 8 pour y réaliser un marquage par déformation de sa surface.

L’outil de marquage 1 de l’invention comprend des moyens de couplage mécanique 2 pour le fixer à une broche 7 d’une machine outil. Cela permet, in fine, de coupler mécaniquement les moyens de marquage 5 à une machine outil. Les moyens de couplage mécanique 2 comprennent de préférence une interface standard capable de prendre différents attachements d’outil tels que par exemple ISO, Capto et HSK.

Dans l’exemple montré à la figure 1 , l’outil de marquage 1 comprend une batterie 12 destinée à alimenter les moyens de marquage 5. Cela permet d’avoir un outil de marquage 1 autonome, ne nécessitant pas d’alimentation externe.

L’outil de marquage 1 montré à la figure 1 comprend des moyens de déplacement 4 qui sont de préférence un organe d’orientation permettant de faire pivoter l’organe de marquage 6 entre deux extrêmes séparées par exemple de 45°. Les moyens de déplacement 4 permettent de déplacer l’organe de marquage 6 pour qu’il balaye au moins partiellement la surface de l’objet 8 à marquer. Les moyens de déplacement 4 peuvent être localisés à un autre endroit de l’outil de marquage 1 par rapport à ce qui est illustré en figure 1 .

De préférence et comme illustré à la figure 1 , l’outil de marquage 1 comprend un capteur 51 apte à communiquer avec une antenne 10 (par exemple d’ondes radio) d’une machine outil. Cela permet de commander les moyens de marquage 5 à distance et sans connexion filaire depuis une unité de commande d’une machine outil.

De préférence et comme illustré à la figure 1 , l’outil de marquage 1 comprend une puce 3, par exemple une puce RFID (terme connu d’un homme du métier, pour puce de radio identification qui peut être par exemple une puce Ballouf©) qui permet de sauver des informations de l’outil de marquage 1 et/ou en rapport avec un marquage réalisé, puis de les transmettre à la commande d’une machine outil.

Dans un mode de réalisation particulier, les inventeurs proposent d’utiliser pour l’outil de marquage 1 un pistolet de marquage comprenant des moyens de marquage 5 tels que décrits précédemment et des moyens de déplacement 4 permettant de balayer toute la surface à marquer avec l’organe de marquage 6. L’invention consiste alors à utiliser en outre les moyens des couplage mécanique 2 pour fixer un tel pistolet de marquage à une machine outil et obtenir l’outil de marquage 1 revendiqué. Dans un tel cas, il peut être prévu de n’utiliser que le pistole de marquage pour balayer toute la surface à marquer.

La figure 2 montre une machine outil selon l’invention, comprenant de préférence un carénage 1 1 . La broche 7 de la machine outil est couplée mécaniquement à l’outil de marquage 1 de l’invention par l’intermédiaire des moyens de couplage mécanique 2. Sur cette figure, on peut également visualiser l’objet 8 à marquer reposant sur une table 9. La machine outil comprend de préférence antenne 10 (par exemple d’ondes radio) pour envoyer des instructions de l’unité de commande de la machine outil aux moyens de marquage 5. La figure 3 montre un outil de marquage 1 selon l’invention disposé sur un rangement 13 dans un magasin d’une usine, ce dernier comprenant une assise 14 de rechargement de la batterie 12.

Différentes utilisations de l’outil de marquage 1 sont possibles. Un premier scénario d’utilisation correspond à un mode de réalisation préféré de l’outil de marquage 1 lorsqu’il comprend des moyens de déplacement 4 de l’organe de marquage 6. Les différentes étapes de ce premier scénario sont les suivantes:

- un programme relatif à un objet 8 appelle l’outil de marquage 1 ;

- un robot du magasin chercher l’outil de marquage 1 et le met en broche sur une machine outil ;

- la broche 7 de la machine outil entre dans la zone de travail et se place à distance de l’objet 8 ;

- la machine outil place l’organe de marquage 6 au centre de la zone à marquer ;

- l’unité de commande de la machine outil active les moyens de marquage 5 à micro percussion et commande les moyens de déplacement 4 de sorte qu’ils fassent bouger les axes de l’organe de marquage 6 jusqu’à réaliser l’ensemble du marquage ;

- la puce 3 envoie la consigne‘marquage terminé’ à l’antenne 10 de la machine outil qui transfert ce signal à l’unité de commande de la machine outil ;

- la commande de la machine outil désactive les moyens de marquage 5 à micro percussion et donne la consigne de sortir l’outil de marquage 1 de la broche 7 ;

- la broche 7 sort de la zone de travail ;

- le robot magasin récupère l’outil de marquage 1 et le met dans le magasin pour recharger la batterie 12.

Un deuxième scénario correspond à un cas où l’outil de marquage 1 ne comprend pas de moyens de déplacement 4. Les étapes de ce deuxième scénario sont les suivantes : - un programme relatif à un objet 8 appelle l’outil de marquage 1 ;

- un robot du magasin chercher l’outil de marquage 1 et le met en broche sur une machine outil ;

- la broche 7 de la machine outil entre dans la zone de travail et se place à distance de l’objet 8 ;

- la machine outil place l’organe de marquage 6 à hauteur d’un premier point de marquage à réaliser ;

- l’unité de commande de la machine outil donne une consigne à l’outil de marquage 1 de marquer un point, et de bouger les axes de la machine jusqu’à réaliser l’ensemble du marquage ;

- la broche 7 sort de la zone de travail ;

- le robot magasin récupère l’outil de marquage 1 et le met dans le magasin pour recharger la batterie 12.

D’autres utilisations de l’outil de marquage 1 que celles proposées ci-dessus sont possibles.

En résumé, l’invention concerne un outil de marquage 1 à micro percussion pour réaliser un marquage sur une surface d’un objet 8, comprenant des moyens de marquage 5 à micro percussion comprenant un organe de marquage 6 et des moyens de couplage mécanique 2 pour coupler mécaniquement lesdits moyens de marquage 5 à une machine outil. L’outil de marquage 1 peut être piloté en position par la commande (par exemple numérique) de la machine outil.

La présente invention a été décrite en relation avec des modes de réalisations spécifiques, qui ont une valeur purement illustrative et ne doivent pas être considérés comme limitatifs. D’une manière générale, il apparaîtra évident pour un homme du métier que la présente invention n’est pas limitée aux exemples illustrés et/ou décrits ci-dessus.