La présente invention concerne une machine à graver et/ou à marquer, prévue plus particulièrement pour tre utilisée pour la personnalisation d'objets, pour le marquage industriel et la petite signalisation.

Elle n'est cependant pas limitée à ces domaines et peut tre utilisée dans d'autres situations, pour autant que la surface de travail reste relativement réduite.

Traditionnellement, les machines à graver comprennent un bâti qui supporte une vis et des arbres de guidage d'un chariot croisé selon un axe des abscisses. Le chariot croisé supporte quant à lui un bâti transversal qui est muni des vis et des arbres de guidage selon les axes des ordonnées et des cotes. Dans une telle machine, l'objet à graver est immobilisé sur un support de travail. C'est le déplacement du support de travail par rapport à un outil de gravure fixe qui permet de graver le motif choisi sur l'objet.

Ainsi, les déplacements relatifs de l'objet par rapport à l'outil de gravure sont assurés grâce à un chariot croisé, monté sur des axes en équerre, selon des coordonnées rectangulaires.

Une telle machine présente une structure complexe, onéreuse et nécessite un équerrage parfait entre les arbres de guidage selon l'axe des abscisses et selon l'axe des ordonnées. En effet, dans le cas contraire, la machine risque de présenter des points de blocage, empchant son fonctionnement correct. Le montage de cette machine doit donc tre réalisé avec une grande précision, ce qui allonge la durée et le coût de fabrication.

Par ailleurs, une telle machine est peu adaptée aux surfaces réduites, du fait de l'encombrement qu'elle représente et de son coût. Elle est donc prévue pour de grandes surfaces de gravure, de l'ordre de 200 cm2 Le but de la présente invention est de proposer une machine à graver et/ou à marquer qui pallie les inconvénients précités, et notamment qui permette de limiter l'aire de gravure maximale en diminuant son coût.

Un autre but de la présente invention est de proposer une machine à graver d'un montage simplifié, facile à entretenir.

Un autre but de la présente invention est encore de fournir une machine à graver compacte et simple d'emploi.

D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter.

L'invention concerne une machine à graver et/ou à marquer, comprenant un bâti constituant un support pour une aire de travail apte à recevoir un objet et apte à permettre une immobilisation dudit objet, au moins pendant les opérations de gravure et/ou de marquage, ladite machine étant caractérisée en ce que ledit bâti constitue un support pour une potence constituée d'un fût et d'une flèche munie d'une tte porte-outil, et en ce qu'elle comprend en outre des moyens de positionnement dudit outil par rapport audit objet selon des coordonnées cylindriques, lesdits moyens de positionnement comprenant : - des moyens de translation, pour déplacer horizontalement ledit outil à une distance contrôlée r dudit fût, - des moyens de rotation pour tourner ladite flèche d'un angle contrôlé 0 par rapport à une position de référence, - des moyens de levage pour déplacer verticalement ledit outil à une hauteur contrôlée z dudit objet, - des moyens de commande et de contrôle desdits moyens de translation, rotation et levage.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description, accompagnée des dessins en annexe, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une machine conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective des moyens de rotation et de levage pour la mise en oeuvre de l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe des moyens de levage, selon un plan vertical passant par l'axe longitudinal de ladite machine à graver et/ou à marquer,

- la figure 4 est une vue en coupe des moyens de levage, selon un plan perpendiculaire au plan de coupe de la figure 3, - la figure 5 est une vue en coupe selon un plan vertical longitudinal, d'une machine conforme à l'invention.

Comme illustré à la figure 1, la présente invention concerne une machine à graver et/ou à marquer 1 comprenant un bâti 2. Le bâti 2 constitue, directement ou indirectement, un support pour une aire de travail 3 apte à recevoir un objet à graver et/ou à marquer. Ladite aire de travail 3 peut tre solidaire d'un chariot mobile 4 dont la position peut tre réglée à l'aide d'une manivelle 5.

Pendant le travail de l'objet, ladite aire de travail est apte à permettre l'immobilisation dudit objet. En particulier, le chariot mobile 4 peut tre pourvu de moyens de blocage que l'on enclenche avant de commencer les opérations, ou qui s'enclenchent automatiquement au cours du fonctionnement de la machine à graver et/ou à marquer.

En outre, ledit bâti 2 constitue un support pour une potence 6 constituée d'un fût 7 et d'une flèche 8 munie d'une tte porte-outil 9. Ladite tte porte-outil est apte à recevoir un outil de gravure ou de marquage 10, non illustré.

Selon l'invention, ladite machine comprend en outre des moyens de positionnement 11,12, 13 dudit outil 10 par rapport audit objet selon des coordonnées cylindriques (r, 0, z), lesdits moyens de positionnement comprenant : - des moyens de translation 11 pour déplacer horizontalement ledit outil 10 à une distance contrôlée r dudit fût 7, - des moyens de rotation 12 pour tourner ladite flèche 8 d'un angle contrôlé 0 par rapport à une position de référence, - des moyens de levage 12 pour déplacer verticalement ledit outil 10 à une hauteur contrôlée z dudit objet.

La présente invention comprend également des moyens de commande et de contrôle desdits moyens de translation 11, de rotation 12, et

de levage 13.

On rappelle que, si un point de l'espace a pour coordonnées (x, y, z) dans un repère orthonormé direct (O ; : j, k), alors on peut définir r et 0, les coordonnées polaires du projeté orthogonal du point considéré dans le plan (O ; i, j), où : Les coordonnées cylindriques du point considéré sont alors (r, 6, z). Il et donc aisé de passer d'un jeu de coordonnées à l'autre, à l'aide de simples opérations trigonométriques.

Lesdits moyens de commande et de contrôle peuvent se présenter sous la forme d'un asservissement électronique et/ou logiciel, qui comprend notamment une fonction de conversion des coordonnées cartésiennes en coordonnées cylindriques et réciproquement.

Par exemple, il pourra s'agir d'un programme de conception assisté par ordinateur (CAO) constituant une interface pour l'opérateur. Grâce à ce programme de CAO, l'opérateur peut continuer à travailler avec les mmes méthodes, notamment en définissant des motifs à graver ou à marquer d'après ses coordonnées cartésiennes, lesquelles sont ensuite converties en coordonnées cylindrique et utilisées sous cette forme pour commander et contrôler ladite machine.

Avantageusement, ledit bâti 2 constitue un cache et un support pour lesdits moyens de positionnement 11-13 ce qui les protège de l'extérieur et protège également l'opérateur.

Comme représenté à la figure 5, lesdits moyens de translation horizontale 11 comprennent des moyens pour déplacer et guider ladite flèche 8 sensiblement horizontalement, le long de moyens de guidage fixes par rapport audit fût 7. En particulier, lesdits moyens de translation horizontale 11 comprennent un premier organe moteur 14 apte à entraîner notamment en rotation une vis 15 de longueur sensiblement égale à celle de ladite flèche 8.

Lesdits moyens de translation horizontale 11 comprennent également un chariot de guidage 16 assujetti à l'extrémité supérieure dudit fût 7 et notamment muni d'un taraudage 17 apte à coopérer avec ladite vis 15.

Ladite flèche 8 se présente quant à elle sous la forme d'un profilé mobile creux 18 auquel sont assujettis, notamment intérieurement, ledit premier organe moteur 14 et ladite vis 15.

Quand ledit premier organe moteur 14 entraîne ladite vis 15, celle-ci coopère avec le taraudage 17 du chariot de guidage 16. Comme ce dernier est monté fixe par rapport au fût 7 de la potence 6, c'est la vis 15 qui va se déplacer par rapport audit fût. De ce fait, elle entraîne la flèche 8 à laquelle ladite vis 15 et ledit organe moteur 14 sont assujettis.

De la sorte, selon le sens de rotation de ladite vis 15, ladite flèche 8 se déplace dans un sens ou dans l'autre le long dudit chariot taraudé 16 et ledit outil 10 se rapproche ou s'éloigne dudit fût 7 et il est possible de contrôler la distance r entre ledit fût 7 et ledit outil 10.

Tel que représenté aux figures 2 à 4 et conformément à l'invention, ledit fût 7 comprend au moins deux pièces 19,20 coaxiales, disposées verticalement et coopérant entre elles, une première 19 desdites pièces étant assujettie auxdits moyens de rotation 12 pour transmettre le mouvement de rotation audit fût 7, la seconde 20 desdites pièces coopérant avec lesdits moyens de levage 13 pour transmettre le mouvement de levage à ladite flèche 8.

Avantageusement, ledit fût 7 comprend au moins un tube creux 19 présentant une ouverture longitudinale 21 ainsi qu'une colonne 19 munie d'un ergot radial 22. Ladite colonne 19 est placée dans ledit tube creux, ledit ergot 22 coopérant avec ladite ouverture longitudinale 21 pour bloquer ladite colonne 20 en rotation à l'intérieur dudit tube creux 19. Lesdits moyens de levage 13 coopèrent avec ledit ergot 22 pour entraîner ladite colonne 20 en déplacement vertical et lesdits moyens de rotation 12 coopèrent avec ledit tube creux 19 pour entraîner ledit fût 7 en rotation.

Ainsi, ladite colonne 20 va pouvoir entrer en translation

verticale à l'intérieur dudit tube creux 19 et sera guidée par ledit ergot 22 coopérant avec ladite ouverture longitudinale 21 dudit tube creux 19. Ledit tube creux 19 pourra tre muni intérieurement d'un moyen pour faciliter la translation verticale de ladite colonne 20, tel qu'une douille à bille 23 ou une bague lisse.

A l'aide de ce dispositif, il est donc possible de commander la hauteur de ladite colonne 20, et partant, celle dudit outil 10, par rapport à l'objet à graver.

Avantageusement, lesdits moyens de rotation 12 se présentent sous la forme d'un secteur denté 24 engrenant avec une vis sans fin 25 commandée par un deuxième organe moteur 26. Dans ce cas, ledit tube creux 19 est assujetti coaxialement audit secteur denté 24. Ainsi, lorsque ledit secteur denté 24 est entraîné en rotation, selon un angle 0, ledit tube creux 19 sera également entraîné en rotation, selon le mme angle 0. Ledit tube creux 19 va alors entraîner ledit ergot 22 en rotation, lequel est fixé à ladite colonne 20. Ainsi, le mouvement de rotation va pouvoir tre transmis jusqu'à la colonne 20, à laquelle peut tre assujettie ladite flèche 8, notamment par l'intermédiaire dudit chariot de guidage 16.

Dès lors, il est possible de contrôler l'angle de rotation 9 de ladite flèche 8 par rapport à une position de référence. On pourra choisir comme position de référence celle dans laquelle l'axe longitudinal de ladite flèche 8 est parallèles à celui de ladite machine à graver.

Afin de faciliter la rotation dudit fût 7 ou tube creux 19 par rapport au bâti 2, il peut tre avantageux de prévoir des roulements à bille 27 fixés audit bâti 2, avec lesquels coopère ledit tube creux 19.

Selon l'invention, ledit ergot 22 se présente sous la forme d'une crémaillère assujettie longitudinalement à ladite colonne 20. Lesdits moyens de levage se présentent sous la forme d'un troisième organe moteur 28 apte à entraîner un mécanisme de transmission, notamment de réduction 29, lequel engrène avec ladite crémaillère 22. Ledit troisième organe moteur 28 et ledit mécanisme de transmission 29 sont portés par ledit secteur denté

24.

Pour réaliser la gravure et/ou le marquage d'une plaque, il est préférable que l'outil 10 soit en appui franc contre ladite plaque.

De plus, on aura pu constater, notamment à la figure 5, que les moyens de translation 11 pour déplacer horizontalement ledit outil 10 à une distance contrôlée r dudit fût 7 sont placés en porte-à-faux par rapport audit fût 7. Cela se répercute sur la rigidité de l'ensemble. Le fait de travailler sur des surfaces réduites et donc le fait que le rayon r soit limité, permet de diminuer les effets que pourrait avoir cette moindre rigidité.

Pour améliorer encore la qualité de gravure et/ou de marquage, on peut ajouter divers moyens de réglage et de rattrapage du jeu non seulement entre le fourreau 19 et la crémaillère 22, mais également entre le chariot de guidage 16 et le profilé mobile creux 18 ainsi qu'entre la vis sans fin 25 et le secteur denté 24.

Tout d'abord, ladite vis sans fin 25 peut tre légèrement précontrainte contre ledit secteur denté 24. Cela permet d'assurer un contact intime et un meilleur engrenage entre ladite vis sans fin 25 et ledit secteur denté 24. En particulier, la vis sans fin 25 peut tre montée sur l'arbre moteur 38 du second organe moteur 26 et bloquée en translation sur ledit arbre moteur 38.

Ledit arbre moteur 38 peut tre supporté par deux paliers de part et d'autre de ladite vis sans fin 25, l'un à proximité dudit deuxième organe moteur 26 et l'autre à l'opposé dudit deuxième organe moteur 26 par rapport à ladite vis sans fin 25. Ce second palier peut, par exemple, tre supporté par un plot 39. Pour précontraindre ladite vis sans fin 25 contre ledit secteur denté 24, il suffit alors de rapprocher très légèrement le plot 39 dudit secteur denté 24 de sorte que l'arbre moteur 38 du deuxième organe moteur 26 ne soit pas strictement parallèle à une tangente du secteur denté 24, mais très légèrement incurvé vers ledit secteur denté 24.

En ce qui concerne les moyens de rattrapage du jeu entre le fourreau 19 et la crémaillère 22, il s'agit par exemple d'un dispositif de

compression à excentrique 40. Un tel dispositif est constitué d'une paire d'excentriques 41 disposés de part et d'autre de la crémaillère 22 et enserrant ladite crémaillère 22. Leur axe de rotation est assujetti à un support d'axe 42 lui-mme solidaire dudit fourreau 19. Ce dispositif à excentrique permet donc de diminuer le jeu entre le fourreau 19 et la crémaillère 22.

Afin d'améliorer le guidage de ladite flèche 8, celle-ci peut tre munie de glissières longitudinales aptes à coopérer avec, par exemple, des galets suiveurs assujettis audit chariot de guidage 16, notamment pour diminuer le jeu entre ladite flèche 8 et ledit chariot 16.

Selon une caractéristique avantageuse, les organes moteur 14,26, 28 sont des moteurs électriques pas à pas.

Dans une telle machine à graver, la surface de gravure peut délimiter un rectangle de 120 x 80 mm2. L'angle de rotation 6 peut tre compris entre-7/6 et 71/6 radians. Le rayon r maximum vaut en particulier 182 mm. Le débattement vertical est faible, d'environ 30 mm.

On constate que selon l'invention, les moyens de translation, rotation et levage sont disposés de façon compacte les uns par rapport aux autres, ce qui autorise un gain de place sensible.

De plus, les mécanismes mis en oeuvre ne nécessitent pas un équerrage parfait, ce qui facilite la fabrication et l'entretien de machines conformes à l'invention.

Conformément à l'invention, ladite flèche 8 peut tre munie en outre d'un dispositif 30 de réglage de la pression appliquée par ledit outil 10 sur ledit objet. Ledit dispositif 30 comprend d'une part une lame de ressort longitudinale 31 fixée par une extrémité 32 à ladite flèche 8. Ladite tte porte- outil 9 est assujettie au moins indirectement à l'extrémité libre 33 de ladite lame de ressort 30.

D'autre part, ledit dispositif 30 de réglage de la pression comprend un curseur 34 coopérant avec ladite lame de ressort 31. Suivant la position dudit curseur 34 sur ladite lame de ressort 31, la longueur libre d'osciller sera plus ou moins importante et ladite tte porte-outil 9 pourra se

déplacer avec une amplitude plus ou moins importante.

Par exemple, ladite tte porte-outil 9 peut tre assujettie à ladite flèche 8 par l'intermédiaire d'une colonne 35 fixée à l'extrémité libre 33 de ladite lame de ressort 31, et dont la course verticale est guidée et limitée par un alésage prévu dans la tte porte-outil 9 de ladite flèche 8.

Généralement, on trouve au niveau de la tte porte-outil 9 un mécanisme d'entraînement de l'outil de gravure 10 en rotation. Il s'agit par exemple d'un moteur électrique, dont l'arbre de sortie coopère avec une courroie, pour entraîner ledit outil 10, ou tout autre dispositif moteur.

Selon une variante de l'invention, l'outil peut tre un système de micropercussion, connu par ailleurs.

Selon une autre variante, ledit outil peut tre un outil de découpe à l'aide d'un laser, connu par ailleurs. Dans ce cas, il n'y a pas besoin d'un dispositif de réglage de la pression tel que précédemment décrit.

Avantageusement, ledit outil peut tre entraîné en rotation pendant les opérations de gravure, par un moteur électrique à axe creux, ledit axe creux étant solidaire du rotor dudit moteur.