CA2852422C - Procede de commande d'un systeme robotise pour le revetement d'une piece par projection d'un materiau - Google Patents
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Abstract
Procédé de commande d'un système robotisé comportant des première et seconde parties du système robotisé chacune deformable et reliée fixement à un même référentiel, la première partie comportant une tête de projection d'un matériau de revêtement, selon un axe de projection, la seconde partie présentant des moyens de préhension d'une pièce dotée d'une surface annulaire. Les première et deuxième parties comportent respectivement au moins des première et deuxième liaisons pivot pour orienter de l'axe et la pièce par rapport audit référentiel ; Une unité de commande génère une commande de déformation des première et seconde parties telle : - que l'axe de projection de la buse et la pièce sont déplacés et orientés l'un par rapport à l'autre, pour projeter ledit matériau sur toute la surface ; et - que en tout point d'intersection courant, l'axe présente une incidence par rapport à un axe orthogonal courant inférieure à 20° et préférentiellement inférieure à 5°.
Description
c A 02852422 2014-05-27 Procédé de commande d'un système robotisé pour le revêtement d'une pièce par projection d'un matériau ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
L'invention concerne le domaine du revêtement de pièces à l'aide d'un matériau projeté via un système robotisé.
En particulier, l'invention concerne un procédé
de commande d'un système robotisé comportant des première et seconde parties du système robotisé chacune deformable et reliée fixement à un même référentiel préférentiellement fixe. La première partie du système robotisé comporte une tête de projection dotée d'une buse de projection pour projeter un matériau de revêtement, selon un axe de projection. La seconde partie du système robotisé présente des moyens de préhension d'une pièce dotée d'une surface annulaire sur laquelle on veut appliquer le matériau de revêtement. Ces moyens de préhension sont agencés pour permettre un positionnement et l'immobilisation de la pièce par rapport aux moyens de préhension. Typiquement, ces moyens de préhension peuvent comporter des mors et/ou une pince.
Habituellement, comme illustré à la figure 1 présentant l'art antérieur, pour réaliser le revêtement, on fait tourner, devant une buse de projection de matériau, la pièce Pi à l'aide d'un tour présentant un axe de rotation fixement orienté.
On réalise ainsi une couche annulaire de revêtement sur une surface annulaire Surf de la pièce.
Typiquement cette couche annulaire est destinée à former une portée de palier ou de roulement ou une zone d'étanchéité statique ou dynamique entre la pièce et un joint d'étanchéité. Selon le cas, le revêtement a une fonction de durcissement de la pièce et/ou de protection contre l'usure et/ou contre le matage et/ou contre la corrosion. Ce mode de projection a des limites en particulier lorsque la pièce à revêtir est de grande c A 02852422 2014-05-27
L'invention concerne le domaine du revêtement de pièces à l'aide d'un matériau projeté via un système robotisé.
En particulier, l'invention concerne un procédé
de commande d'un système robotisé comportant des première et seconde parties du système robotisé chacune deformable et reliée fixement à un même référentiel préférentiellement fixe. La première partie du système robotisé comporte une tête de projection dotée d'une buse de projection pour projeter un matériau de revêtement, selon un axe de projection. La seconde partie du système robotisé présente des moyens de préhension d'une pièce dotée d'une surface annulaire sur laquelle on veut appliquer le matériau de revêtement. Ces moyens de préhension sont agencés pour permettre un positionnement et l'immobilisation de la pièce par rapport aux moyens de préhension. Typiquement, ces moyens de préhension peuvent comporter des mors et/ou une pince.
Habituellement, comme illustré à la figure 1 présentant l'art antérieur, pour réaliser le revêtement, on fait tourner, devant une buse de projection de matériau, la pièce Pi à l'aide d'un tour présentant un axe de rotation fixement orienté.
On réalise ainsi une couche annulaire de revêtement sur une surface annulaire Surf de la pièce.
Typiquement cette couche annulaire est destinée à former une portée de palier ou de roulement ou une zone d'étanchéité statique ou dynamique entre la pièce et un joint d'étanchéité. Selon le cas, le revêtement a une fonction de durcissement de la pièce et/ou de protection contre l'usure et/ou contre le matage et/ou contre la corrosion. Ce mode de projection a des limites en particulier lorsque la pièce à revêtir est de grande c A 02852422 2014-05-27
2 taille, lourde, ou a une géométrie la rendant difficile à
orienter par rapport au système portant la buse. En particulier, lorsqu'on veut revêtir les extrémités d'une pièce Pi en forme de T, telle que la pièce/ tige d'atterrisseur d'avion, on doit utiliser un bras 1 support de buse de grande dimension pour permettre une rotation complète de la pièce en T sans buter contre le bras. Dans le cas de la figure 1, la tige d'atterrisseur fait environ 3 mètres de long, ce qui impose d'avoir un bras capable de porter la buse à plus de 3 mètres de la colonne de guidage.
Un tel système de projection est encombrant et présente des risques lors de la mise en rotation de la pièce.
OBJET DE L'INVENTION
Un objet de l'invention est de trouver une solution alternative pour projeter un matériau de revêtement sur une pièce et générer un revêtement tout autour d'un axe passant par cette pièce.
RESUME DE L'INVENTION
Pour cela, l'invention concerne essentiellement un procédé de commande de système robotisé conforme au procédé selon l'invention précité. Ce procédé selon l'invention est essentiellement caractérisé en ce que :
- la première partie comporte au moins des première et deuxième liaisons pivot aptes à permettre l'orientation de l'axe de projection par rapport audit référentiel ;
- la deuxième partie comporte au moins des première et deuxième liaisons pivot aptes à permettre l'orientation de la pièce par rapport audit référentiel ;
et en ce que - le système robotisé comporte en outre une unité
de commande générant une commande de déformation des première et seconde parties telle :
- que l'axe de projection de la buse et la pièce soient déplacés et orientés l'un par rapport à l'autre, à
ab. 02852422 2014-05-27
orienter par rapport au système portant la buse. En particulier, lorsqu'on veut revêtir les extrémités d'une pièce Pi en forme de T, telle que la pièce/ tige d'atterrisseur d'avion, on doit utiliser un bras 1 support de buse de grande dimension pour permettre une rotation complète de la pièce en T sans buter contre le bras. Dans le cas de la figure 1, la tige d'atterrisseur fait environ 3 mètres de long, ce qui impose d'avoir un bras capable de porter la buse à plus de 3 mètres de la colonne de guidage.
Un tel système de projection est encombrant et présente des risques lors de la mise en rotation de la pièce.
OBJET DE L'INVENTION
Un objet de l'invention est de trouver une solution alternative pour projeter un matériau de revêtement sur une pièce et générer un revêtement tout autour d'un axe passant par cette pièce.
RESUME DE L'INVENTION
Pour cela, l'invention concerne essentiellement un procédé de commande de système robotisé conforme au procédé selon l'invention précité. Ce procédé selon l'invention est essentiellement caractérisé en ce que :
- la première partie comporte au moins des première et deuxième liaisons pivot aptes à permettre l'orientation de l'axe de projection par rapport audit référentiel ;
- la deuxième partie comporte au moins des première et deuxième liaisons pivot aptes à permettre l'orientation de la pièce par rapport audit référentiel ;
et en ce que - le système robotisé comporte en outre une unité
de commande générant une commande de déformation des première et seconde parties telle :
- que l'axe de projection de la buse et la pièce soient déplacés et orientés l'un par rapport à l'autre, à
ab. 02852422 2014-05-27
3 l'aide des liaisons pivot des première et seconde parties pour projeter ledit matériau de revêtement sur toute la surface annulaire de la pièce ; et - que tout au long de cette projection, en tout point d'intersection courant entre la surface annulaire et l'axe de projection, l'axe de projection reste orienté, par rapport à un axe orthogonal courant à la surface annulaire passant par le point d'intersection courant, d'un angle courant inférieur à 200 et préférentiellement inférieur à 5 d'angle.
En d'autres termes, à chaque instant durant la projection du matériau sur la surface annulaire, l'axe de projection courant forme avec la surface annulaire, un point d'intersection courant. L'ensemble de ces points d'intersection courants formés sur la surface annulaire détermine la trajectoire où est projeté le matériau. A
chacun de ces points d'intersection courants correspond un axe courant orthogonal à la surface annulaire passant par ce point d'intersection courant.
L'axe courant est orthogonal à la surface annulaire s'il est perpendiculaire à un plan tangent à
cette surface à l'endroit de l'intersection entre cet axe courant et la surface annulaire.
Par exemple, dans le cas où la surface annulaire est un cylindre droit, chaque axe orthogonal courant est un axe colinéaire et confondu avec un rayon du cylindre droit.
Grâce au procédé selon l'invention, et en particulier à la commande de déformation des première et seconde parties, tout au long de la projection, on commande les orientations respectives :
- des première et deuxième liaisons pivot de la première partie du système robotisé; et - les orientations respectives des première et deuxième liaisons pivot de la deuxième partie du système robotisé ;
de manière à vérifier que l'axe de projection ab. 02852422 2014-05-27
En d'autres termes, à chaque instant durant la projection du matériau sur la surface annulaire, l'axe de projection courant forme avec la surface annulaire, un point d'intersection courant. L'ensemble de ces points d'intersection courants formés sur la surface annulaire détermine la trajectoire où est projeté le matériau. A
chacun de ces points d'intersection courants correspond un axe courant orthogonal à la surface annulaire passant par ce point d'intersection courant.
L'axe courant est orthogonal à la surface annulaire s'il est perpendiculaire à un plan tangent à
cette surface à l'endroit de l'intersection entre cet axe courant et la surface annulaire.
Par exemple, dans le cas où la surface annulaire est un cylindre droit, chaque axe orthogonal courant est un axe colinéaire et confondu avec un rayon du cylindre droit.
Grâce au procédé selon l'invention, et en particulier à la commande de déformation des première et seconde parties, tout au long de la projection, on commande les orientations respectives :
- des première et deuxième liaisons pivot de la première partie du système robotisé; et - les orientations respectives des première et deuxième liaisons pivot de la deuxième partie du système robotisé ;
de manière à vérifier que l'axe de projection ab. 02852422 2014-05-27
4 courant soit toujours orienté par rapport à l'axe orthogonal courant passant par le point d'intersection courant, d'un angle qui est en valeur absolue de moins de 200 et préférentiellement moins de 5 .
Ainsi, tout au long de la projection, on constate que, à +/-200 et préférentiellement à +/-5 près, l'axe de projection est toujours pratiquement perpendiculaire à
la surface annulaire, à l'endroit du point d'intersection courant aussi appelé point de projection courant. La commande de déformation des première et seconde parties commande :
- d'une part les orientations respectives des première et deuxième liaisons pivot de la première partie du système robotisé afin d'orienter l'axe de buse par rapport au référentiel fixe ; et - d'autre part les orientations respectives des première et deuxième liaisons pivot de la deuxième partie du système robotisé afin d'orienter la pièce par rapport au référentiel fixe.
Il en résulte que la commande de déformation permet, tout au long de la projection, de faire varier l'orientation de la pièce, par exemple éviter des collisions entre le bras et la pièce sans avoir à
augmenter la taille du bras et son encombrement.
Le procédé de l'invention permet aussi de faire varier, en même temps que la tête tourne autour de l'axe de pièce, l'orientation de l'axe de projection par rapport à la pièce. La maîtrise de cette orientation lors du déplacement de la tête est un facteur d'amélioration de la qualité du revêtement.
Selon un mode préférentiel du procédé selon l'invention :
- les première et deuxième liaisons pivot appartenant à la première partie du système robotisé
présentent des axes de pivot respectifs non parallèles entre eux ; et - les première et deuxième liaisons pivot cA 02852422 2014-05-27 appartenant à la deuxième partie du système robotisé
présentent des axes de pivot respectifs non parallèles entre eux.
Selon ce mode préférentiel, l'axe de buse est
Ainsi, tout au long de la projection, on constate que, à +/-200 et préférentiellement à +/-5 près, l'axe de projection est toujours pratiquement perpendiculaire à
la surface annulaire, à l'endroit du point d'intersection courant aussi appelé point de projection courant. La commande de déformation des première et seconde parties commande :
- d'une part les orientations respectives des première et deuxième liaisons pivot de la première partie du système robotisé afin d'orienter l'axe de buse par rapport au référentiel fixe ; et - d'autre part les orientations respectives des première et deuxième liaisons pivot de la deuxième partie du système robotisé afin d'orienter la pièce par rapport au référentiel fixe.
Il en résulte que la commande de déformation permet, tout au long de la projection, de faire varier l'orientation de la pièce, par exemple éviter des collisions entre le bras et la pièce sans avoir à
augmenter la taille du bras et son encombrement.
Le procédé de l'invention permet aussi de faire varier, en même temps que la tête tourne autour de l'axe de pièce, l'orientation de l'axe de projection par rapport à la pièce. La maîtrise de cette orientation lors du déplacement de la tête est un facteur d'amélioration de la qualité du revêtement.
Selon un mode préférentiel du procédé selon l'invention :
- les première et deuxième liaisons pivot appartenant à la première partie du système robotisé
présentent des axes de pivot respectifs non parallèles entre eux ; et - les première et deuxième liaisons pivot cA 02852422 2014-05-27 appartenant à la deuxième partie du système robotisé
présentent des axes de pivot respectifs non parallèles entre eux.
Selon ce mode préférentiel, l'axe de buse est
5 orienté par rapport au référentiel fixe selon deux axes d'orientations non parallèles entre eux. Il en est de même pour la pièce qui est orientée par rapport au référentiel fixe selon deux autres axes d'orientation également non parallèles entre eux. Ce mode améliore la capacité d'orientation de la buse par rapport à la pièce pour ainsi mieux diriger la trajectoire de projection sur la surface de pièce à revêtir.
En outre, chacun des axes d'orientation appartenant aux première et deuxième parties est motorisé
afin d'orienter ces axes en fonction de la commande générée par l'unité de commande.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 illustre un système de l'art antérieur permettant la réalisation d'une couche annulaire sur une surface annulaire d'une pièce.
La figure 2 illustre le système robotisé selon l'invention comportant des première et seconde parties du système, chacune dotée d'un bras robotisé deformable, l'un portant la tête de projection et sa buse et l'autre portant la pièce à revêtir par projection.
La figure 3 illustre la première partie du système robotisé selon l'invention ;
La figure 4 illustre la seconde partie du système robotisé selon l'invention alors qu'elle porte une pièce à revêtir ;
La figure 5 illustre la trajectoire de projection Traj formée sur la surface annulaire de la pièce lorsque le système robotisé est commandé conformément au procédé
de l'invention.
Les figures 6a, 6b, 6c, 6d présentent une succession d'étapes de déplacement de la tête de projection et de la pièce par rapport à un référentiel c A 02852422 2014-05-27
En outre, chacun des axes d'orientation appartenant aux première et deuxième parties est motorisé
afin d'orienter ces axes en fonction de la commande générée par l'unité de commande.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 illustre un système de l'art antérieur permettant la réalisation d'une couche annulaire sur une surface annulaire d'une pièce.
La figure 2 illustre le système robotisé selon l'invention comportant des première et seconde parties du système, chacune dotée d'un bras robotisé deformable, l'un portant la tête de projection et sa buse et l'autre portant la pièce à revêtir par projection.
La figure 3 illustre la première partie du système robotisé selon l'invention ;
La figure 4 illustre la seconde partie du système robotisé selon l'invention alors qu'elle porte une pièce à revêtir ;
La figure 5 illustre la trajectoire de projection Traj formée sur la surface annulaire de la pièce lorsque le système robotisé est commandé conformément au procédé
de l'invention.
Les figures 6a, 6b, 6c, 6d présentent une succession d'étapes de déplacement de la tête de projection et de la pièce par rapport à un référentiel c A 02852422 2014-05-27
6 fixe conformément au procédé de commande selon l'invention, sur ces figures, seule la première partie schématisée du système robotisé est représentée.
Les figures 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h présentent aussi la succession d'étapes de déplacement de la tête de projection et de la pièce par rapport à un référentiel fixe conformément au procédé de commande selon l'invention. Sur ces figures sont représentées les première et seconde parties du système robotisé ainsi que la pièce sur laquelle on projette le revêtement.
Les figures 7a', 7b', 7c', 7d', 7e', 7f', 7g', 7h' présentent respectivement les mêmes étapes et éléments que ceux représentés aux figures respectives 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h, mais vus sous des angles de perspectives différents.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
La figure 1 illustre un système de l'art antérieur comportant un bras 1 déformable à une extrémité
duquel est positionnée une tête de projection T portant une buse 3 de projection. Ce système de l'art antérieur comporte en outre un plateau tournant porte pièce Pi. La pièce Pi est une tige d'atterrisseur d'aéronef en forme de T. Cette pièce Pi présente plusieurs surfaces annulaires circulaires Surf réparties autour et le long d'un axe B de la pièce Pi. Le plateau tournant est monté
à rotation selon un axe de plateau qui est confondu avec l'axe de pièce B autour duquel sont formées les surfaces annulaires Surf. En pivotant le plateau alors que la buse projette du matériau de revêtement, on obtient un point courant de projection se déplaçant à la surface Surf de manière à la revêtir. On forme ainsi des surfaces annulaires Surf recouvertes d'un revêtement annulaire améliorant localement la résistance de la pièce et servant par exemple de portées de roulements.
Dans ce système, le bras 1 doit être suffisamment éloigné de l'axe B pour permettre une rotation complète de la pièce selon l'axe B. Dès lors, ce système de l'art ab,. 02852422 2014-05-27
Les figures 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h présentent aussi la succession d'étapes de déplacement de la tête de projection et de la pièce par rapport à un référentiel fixe conformément au procédé de commande selon l'invention. Sur ces figures sont représentées les première et seconde parties du système robotisé ainsi que la pièce sur laquelle on projette le revêtement.
Les figures 7a', 7b', 7c', 7d', 7e', 7f', 7g', 7h' présentent respectivement les mêmes étapes et éléments que ceux représentés aux figures respectives 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h, mais vus sous des angles de perspectives différents.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
La figure 1 illustre un système de l'art antérieur comportant un bras 1 déformable à une extrémité
duquel est positionnée une tête de projection T portant une buse 3 de projection. Ce système de l'art antérieur comporte en outre un plateau tournant porte pièce Pi. La pièce Pi est une tige d'atterrisseur d'aéronef en forme de T. Cette pièce Pi présente plusieurs surfaces annulaires circulaires Surf réparties autour et le long d'un axe B de la pièce Pi. Le plateau tournant est monté
à rotation selon un axe de plateau qui est confondu avec l'axe de pièce B autour duquel sont formées les surfaces annulaires Surf. En pivotant le plateau alors que la buse projette du matériau de revêtement, on obtient un point courant de projection se déplaçant à la surface Surf de manière à la revêtir. On forme ainsi des surfaces annulaires Surf recouvertes d'un revêtement annulaire améliorant localement la résistance de la pièce et servant par exemple de portées de roulements.
Dans ce système, le bras 1 doit être suffisamment éloigné de l'axe B pour permettre une rotation complète de la pièce selon l'axe B. Dès lors, ce système de l'art ab,. 02852422 2014-05-27
7 antérieur est difficilement utilisable lorsque les pièces à revêtir sont de grande envergure.
Le système robotisé selon l'invention présenté
aux figures 2 à 7h' ainsi que le procédé de commande selon l'invention permettent de résoudre ce problème de l'art antérieur.
L'invention concerne essentiellement un procédé
de commande d'un système robotisé S afin de permettre le déplacement d'un point de projection de matériau Pn sur toute la surface annulaire Surf d'une pièce Pi à revêtir.
Comme illustré aux figures 2, 6a, 6b, 6c, 6d, 7a à 7h et 7a' à 7h', le procédé de commande du système robotisé S comprend la génération d'une commande de déformation des première et seconde parties déformables Si, Si' du système robotisé S. Cette commande de déformation peut être comprise comme comprenant :
- une commande de déplacement d'une première partie déformable Si du système robotisé S portant une buse 3 d'axe de projection Tx ; et - une autre commande de déplacement d'une seconde partie déformable Si' du système robotisé S, cette seconde partie Si' portant la pièce Pi dont la surface annulaire Surf est à revêtir par projection.
Cette commande de déformation des parties Si, Si' est adaptée à déplacer une buse de projection tout autour de la pièce Pi et de son axe B de manière que l'ensemble des points de projection (aussi appelés points d'impact) s'étende sur la surface annulaire Surf de pièce Pi, selon une trajectoire de projection annulaire Traj représentée à la figure 5. En permettant de déplacer et orienter l'axe B de la pièce Pi par rapport à un référentiel fixe Pp, on peut éviter une collision entre la première partie Si et la pièce Pi ce qui permet d'accepter des pièces Pi de taille importante.
Idéalement, la commande de déformation est telle :
- que tout au long de la projection sur la ab,. 02852422 2014-05-27
Le système robotisé selon l'invention présenté
aux figures 2 à 7h' ainsi que le procédé de commande selon l'invention permettent de résoudre ce problème de l'art antérieur.
L'invention concerne essentiellement un procédé
de commande d'un système robotisé S afin de permettre le déplacement d'un point de projection de matériau Pn sur toute la surface annulaire Surf d'une pièce Pi à revêtir.
Comme illustré aux figures 2, 6a, 6b, 6c, 6d, 7a à 7h et 7a' à 7h', le procédé de commande du système robotisé S comprend la génération d'une commande de déformation des première et seconde parties déformables Si, Si' du système robotisé S. Cette commande de déformation peut être comprise comme comprenant :
- une commande de déplacement d'une première partie déformable Si du système robotisé S portant une buse 3 d'axe de projection Tx ; et - une autre commande de déplacement d'une seconde partie déformable Si' du système robotisé S, cette seconde partie Si' portant la pièce Pi dont la surface annulaire Surf est à revêtir par projection.
Cette commande de déformation des parties Si, Si' est adaptée à déplacer une buse de projection tout autour de la pièce Pi et de son axe B de manière que l'ensemble des points de projection (aussi appelés points d'impact) s'étende sur la surface annulaire Surf de pièce Pi, selon une trajectoire de projection annulaire Traj représentée à la figure 5. En permettant de déplacer et orienter l'axe B de la pièce Pi par rapport à un référentiel fixe Pp, on peut éviter une collision entre la première partie Si et la pièce Pi ce qui permet d'accepter des pièces Pi de taille importante.
Idéalement, la commande de déformation est telle :
- que tout au long de la projection sur la ab,. 02852422 2014-05-27
8 surface annulaire Surf de la pièce, la tête tourne autour de la pièce Pi et d'un axe B de cette pièce autour duquel s'étend la surface annulaire Surf ; et - que la pièce effectue un déplacement tel que sa rotation selon cedit axe B soit strictement inférieure à
90 et préférentiellement strictement inférieure à 15 .
On peut ainsi revêtir des surfaces annulaires de pièces sans que la taille de ces pièces mesurées autour de l'axe B ne constitue une contrainte.
Comme on le voit sur les figures 2, 3, 4, le système robotisé S comporte un premier bras robotisé 1 appartenant à la première partie du système robotisé Si et un autre bras robotisé 1' appartenant à la seconde partie Si' du système robotisé S.
Le bras robotisé 1 est articulé entre des première et seconde extrémités la, lb du bras et la tête de projection T est portée par la première extrémité la du bras 1.
La tête de projection T est dotée d'une buse de projection 3 du matériau de revêtement qui est alimentée en matériau à projeter sur la pièce Pi via une conduite souple 4 s'étendant le long du bras 1. Le système robotisé S comporte en outre une réserve de matériau à
projeter. R et des moyens de génération d'un flux de fluide à l'intérieur de la conduite souple 4 pour transporter via la conduite 4 du matériau de la réserve R
vers la buse de projection 3.
Le matériau à projeter est une poudre/matériau pulvérulant et le flux de fluide comporte l'ensemble des fluides nécessaires à la projection de la poudre sur la pièce. Le fluide peut éventuellement contenir un carburant. Le matériau pulvérulent projeté par le fluide propulseur fond ou ramolli lors de la projection et est impacté sur la surface annulaire Surf de la pièce Pi pour y former la couche de revêtement annulaire. La buse 3 peut aussi être une buse de projection thermique plasma ou a haute vitesse (connu sous le terme High Velocity ab,. 02852422 2014-05-27
90 et préférentiellement strictement inférieure à 15 .
On peut ainsi revêtir des surfaces annulaires de pièces sans que la taille de ces pièces mesurées autour de l'axe B ne constitue une contrainte.
Comme on le voit sur les figures 2, 3, 4, le système robotisé S comporte un premier bras robotisé 1 appartenant à la première partie du système robotisé Si et un autre bras robotisé 1' appartenant à la seconde partie Si' du système robotisé S.
Le bras robotisé 1 est articulé entre des première et seconde extrémités la, lb du bras et la tête de projection T est portée par la première extrémité la du bras 1.
La tête de projection T est dotée d'une buse de projection 3 du matériau de revêtement qui est alimentée en matériau à projeter sur la pièce Pi via une conduite souple 4 s'étendant le long du bras 1. Le système robotisé S comporte en outre une réserve de matériau à
projeter. R et des moyens de génération d'un flux de fluide à l'intérieur de la conduite souple 4 pour transporter via la conduite 4 du matériau de la réserve R
vers la buse de projection 3.
Le matériau à projeter est une poudre/matériau pulvérulant et le flux de fluide comporte l'ensemble des fluides nécessaires à la projection de la poudre sur la pièce. Le fluide peut éventuellement contenir un carburant. Le matériau pulvérulent projeté par le fluide propulseur fond ou ramolli lors de la projection et est impacté sur la surface annulaire Surf de la pièce Pi pour y former la couche de revêtement annulaire. La buse 3 peut aussi être une buse de projection thermique plasma ou a haute vitesse (connu sous le terme High Velocity ab,. 02852422 2014-05-27
9 Oxy-Fuel), de projection arc fil ou Cold Spray (cold spray est le terme anglophone pour projection dynamique par gaz froid).
La seconde extrémité lb du bras 1 est reliée à un support du système robotisé 5 immobilisé par rapport à un référentiel P qui est préférentiellement fixe. Un tel référentiel P peut être une embase du système robotisé S.
Le bras robotisé 1' de la seconde partie Si' du système robotisé S est également articulé entre des première et seconde extrémités la', lb'. Des moyens de préhension d'une pièce Pi sont disposés à la première extrémité la' de cet autre bras 1'. La seconde extrémité
lb' de cet autre bras l' est reliée à un support 5' de cet autre bras la' qui est également immobilisé par rapport au référentiel P.
De manière générale, le premier bras 1 est identique à l'autre bras l' et pour cela seul sera décrit en détail le bras 1. Sauf indication contraire, la description du bras 1 est applicable / transposable à
celle du bras 1'. Chaque élément identique entre le bras 1 et le bras l' porte la même référence que celle du bras 1 avec en plus, pour les différentier, un ' ajouté à la fin de chaque référence désignant un élément du bras 1'.
Le bras articulé 1 est détaillé aux figures 2 et 3 et le bras articulé l' est détaillé aux figures 2 et 4.
Comme on le voit en détail sur les figures 2, 3, le bras articulé 1 comporte des première, deuxième, troisième, quatrième et cinquième portions articulées entre elles Xl, X2, X3, X4, X5.
La première portion X1 du bras 1 est reliée au support 5 du système robotisé S via une première liaison pivot Al d'axe de pivot perpendiculaire au plan référentiel P.
La deuxième portion X2 du bras 1 est reliée à la première portion du bras X1 via une deuxième liaison pivot A2 d'axe de pivot perpendiculaire à l'axe de pivot de la première liaison pivot Al.
ab,. 02852422 2014-05-27 La troisième portion X3 du bras 1 est reliée à la deuxième portion X2 via une troisième liaison pivot A3 d'axe de pivot parallèle à l'axe de pivot de la deuxième liaison pivot A2.
5 La quatrième portion X4 du bras 1 est reliée à la troisième portion X3 via une quatrième liaison pivot A4 d'axe de pivot perpendiculaire à l'axe de pivot de la troisième liaison pivot A3.
La cinquième portion X5 du bras 1 est reliée
La seconde extrémité lb du bras 1 est reliée à un support du système robotisé 5 immobilisé par rapport à un référentiel P qui est préférentiellement fixe. Un tel référentiel P peut être une embase du système robotisé S.
Le bras robotisé 1' de la seconde partie Si' du système robotisé S est également articulé entre des première et seconde extrémités la', lb'. Des moyens de préhension d'une pièce Pi sont disposés à la première extrémité la' de cet autre bras 1'. La seconde extrémité
lb' de cet autre bras l' est reliée à un support 5' de cet autre bras la' qui est également immobilisé par rapport au référentiel P.
De manière générale, le premier bras 1 est identique à l'autre bras l' et pour cela seul sera décrit en détail le bras 1. Sauf indication contraire, la description du bras 1 est applicable / transposable à
celle du bras 1'. Chaque élément identique entre le bras 1 et le bras l' porte la même référence que celle du bras 1 avec en plus, pour les différentier, un ' ajouté à la fin de chaque référence désignant un élément du bras 1'.
Le bras articulé 1 est détaillé aux figures 2 et 3 et le bras articulé l' est détaillé aux figures 2 et 4.
Comme on le voit en détail sur les figures 2, 3, le bras articulé 1 comporte des première, deuxième, troisième, quatrième et cinquième portions articulées entre elles Xl, X2, X3, X4, X5.
La première portion X1 du bras 1 est reliée au support 5 du système robotisé S via une première liaison pivot Al d'axe de pivot perpendiculaire au plan référentiel P.
La deuxième portion X2 du bras 1 est reliée à la première portion du bras X1 via une deuxième liaison pivot A2 d'axe de pivot perpendiculaire à l'axe de pivot de la première liaison pivot Al.
ab,. 02852422 2014-05-27 La troisième portion X3 du bras 1 est reliée à la deuxième portion X2 via une troisième liaison pivot A3 d'axe de pivot parallèle à l'axe de pivot de la deuxième liaison pivot A2.
5 La quatrième portion X4 du bras 1 est reliée à la troisième portion X3 via une quatrième liaison pivot A4 d'axe de pivot perpendiculaire à l'axe de pivot de la troisième liaison pivot A3.
La cinquième portion X5 du bras 1 est reliée
10 d'une part à la quatrième portion X4 via une cinquième liaison pivot A5 d'axe de pivot perpendiculaire à l'axe de pivot de la quatrième liaison pivot A4 et d'autre part à la tête de projection T via une sixième liaison pivot A6 d'axe de pivot perpendiculaire à l'axe de pivot de la cinquième liaison pivot A5.
Ainsi le bras robotisé 1 est un bras à cinq axes au bout duquel est placé un sixième axe de liaison pivot A6 pour orientation la tête T par rapport à la cinquième portion articulée X5 du bras 1.
Le bras robotisé l' de la seconde partie Si' du système robotisé S est un bras à cinq axes au bout duquel est placé un sixième axe de liaison pivot A6' pour l'orientation de la pièce Pi par rapport à la cinquième portion articulée X5' du bras 1'.
Chacune des liaisons pivot Al, A2, A3, A4, A5, A6, Al', A2', A3', A4', A5', A6' comporte une motorisation propre reliée à une unité de commande Uc générant la commande de déformation des première et seconde parties Si, Si'. Ainsi, chacune de ces liaisons pivot motorisées est actionnée en réponse à la commande et génère des mouvements d'orientation des portions des bras Xi, X2, X3, X4, X5, X1', X2', X3', X4', X5', X6' les unes par rapport aux autres, et :
- pour le bras 1, un mouvement d'orientation de la tête / de la buse par rapport à la portion X5 ;
- pour le bras l', un mouvement d'orientation de la pièce par rapport à la portion X5'.
ab,. 02852422 2014-05-27
Ainsi le bras robotisé 1 est un bras à cinq axes au bout duquel est placé un sixième axe de liaison pivot A6 pour orientation la tête T par rapport à la cinquième portion articulée X5 du bras 1.
Le bras robotisé l' de la seconde partie Si' du système robotisé S est un bras à cinq axes au bout duquel est placé un sixième axe de liaison pivot A6' pour l'orientation de la pièce Pi par rapport à la cinquième portion articulée X5' du bras 1'.
Chacune des liaisons pivot Al, A2, A3, A4, A5, A6, Al', A2', A3', A4', A5', A6' comporte une motorisation propre reliée à une unité de commande Uc générant la commande de déformation des première et seconde parties Si, Si'. Ainsi, chacune de ces liaisons pivot motorisées est actionnée en réponse à la commande et génère des mouvements d'orientation des portions des bras Xi, X2, X3, X4, X5, X1', X2', X3', X4', X5', X6' les unes par rapport aux autres, et :
- pour le bras 1, un mouvement d'orientation de la tête / de la buse par rapport à la portion X5 ;
- pour le bras l', un mouvement d'orientation de la pièce par rapport à la portion X5'.
ab,. 02852422 2014-05-27
11 Dans le cas du seul bras 1, la conduite souple 4 est attachée au bras articulé 1 via des moyens de fixation au moins au niveau de la première extrémité la du bras et en particulier au niveau de la liaison pivot A5. Cette conduite 4 peut ainsi suivre plus facilement les mouvements du bras 1 et alimenter, en continu, la tête T en matériau tout au long de son déplacement autour de l'axe B de la pièce Pi.
Dans un autre mode de réalisation, la conduite 4 dont une extrémité est liée à la tête T de projection peut être suspendue à une fixation / point d'attache au dessus du bras 1.
La tête de projection portée par le seul bras 1, comporte deux côtés distincts respectivement nommés premier et second côtés K1 et K2. Ces côtés Kl, K2 sont opposés l'un par rapport à l'autre, c'est-à-dire qu'ils sont chacun orientés vers l'extérieur de la tête de projection T et dans des sens diamétralement opposés. En d'autres termes, ces côtés K1 et K2 sont placés de part et d'autre de la tête de projection T. Sur les figures 2, 3, 6a, 6b, 7a, 7a', 7b, 7b', 7h, 7h', le côté K1 est le côté orienté vers un plan de pièce Pp alors que l'autre côté K2 n'est pas orienté vers ce plan Pp. Inversement, sur les figures 6c, 6d, 7d, 7d', 7e, 7e', 7f, 7f', le côté K2 est orienté vers le plan de pièce Pp alors que le côté K1 n'est pas orienté vers ce plan Pp.
Pour la compréhension de l'invention, on considère qu'un côté Ki, K2 est orienté en direction du plan de pièce Pp, si ce côté est le côté le plus proche du plan de pièce Pp. Le côté non orienté vers le plan Pp est par conséquent celui des deux côtés de la tête qui est le plus éloigné du plan Pp.
Comme on le verra par la suite, la pièce Pi qui est portée par le bras l' de la seconde partie Si' du système S s'étend selon un axe B autour duquel se trouve la surface annulaire Surf. Cet axe B de la pièce Pi et un plan de pièce Pp sont utilisés comme repères virtuels c.A. 02852422 2014-05-27
Dans un autre mode de réalisation, la conduite 4 dont une extrémité est liée à la tête T de projection peut être suspendue à une fixation / point d'attache au dessus du bras 1.
La tête de projection portée par le seul bras 1, comporte deux côtés distincts respectivement nommés premier et second côtés K1 et K2. Ces côtés Kl, K2 sont opposés l'un par rapport à l'autre, c'est-à-dire qu'ils sont chacun orientés vers l'extérieur de la tête de projection T et dans des sens diamétralement opposés. En d'autres termes, ces côtés K1 et K2 sont placés de part et d'autre de la tête de projection T. Sur les figures 2, 3, 6a, 6b, 7a, 7a', 7b, 7b', 7h, 7h', le côté K1 est le côté orienté vers un plan de pièce Pp alors que l'autre côté K2 n'est pas orienté vers ce plan Pp. Inversement, sur les figures 6c, 6d, 7d, 7d', 7e, 7e', 7f, 7f', le côté K2 est orienté vers le plan de pièce Pp alors que le côté K1 n'est pas orienté vers ce plan Pp.
Pour la compréhension de l'invention, on considère qu'un côté Ki, K2 est orienté en direction du plan de pièce Pp, si ce côté est le côté le plus proche du plan de pièce Pp. Le côté non orienté vers le plan Pp est par conséquent celui des deux côtés de la tête qui est le plus éloigné du plan Pp.
Comme on le verra par la suite, la pièce Pi qui est portée par le bras l' de la seconde partie Si' du système S s'étend selon un axe B autour duquel se trouve la surface annulaire Surf. Cet axe B de la pièce Pi et un plan de pièce Pp sont utilisés comme repères virtuels c.A. 02852422 2014-05-27
12 pour positionner la trajectoire C de la tête T par rapport à la pièce Pi et pour orienter cette tête T par rapport au plan de pièce Pp lors de son déplacement selon la trajectoire C. Cet axe B est un axe virtuel s'étendant au travers de la pièce Pi et perpendiculaire au plan de pièce virtuel Pp. La pièce Pi est positionnée par rapport au bras 1' à l'aide d'un support de pièce Pi non représenté sur les figures et porté par le seul bras 1'.
Ce support de pièce est généralement un montage d'usinage ou un mandrin.
La commande du bras 1, défini la trajectoire C de la tête tout autour de l'axe B et son orientation par rapport au plan de pièce Pp. Cette trajectoire C peut être annulaire ou en forme de spirale C2 comme représenté
en pointillés sur la figure 5.
Préférentiellement, la trajectoire C comprend plusieurs tours autour de l'axe B, ce qui permet de réaliser plusieurs passes de projection au même endroit de la pièce Pi pour ajuster l'épaisseur du revêtement déposé. Les passes peuvent aussi se chevaucher partiellement pour réaliser un revêtement cylindrique de longueur supérieure à une largeur maximale de projection autorisée par la buse 3.
La commande de déformation des première et seconde parties Si, si' est telle que la trajectoire C
fait au moins un tour complet de l'axe B avec une orientation de tête T qui est telle que sur cet au moins un tour complet, la sortie de buse 3 est toujours orientée en direction de la pièce Pi pour y projeter le matériau.
La commande de déformation selon l'invention est telle que, quel que soit le nombre de tours de tête T
autour de l'axe B, à chaque tour complet la tête T pivote toujours de moins de 360 par rapport au plan de pièce Pp et l'orientation de la tête par rapport au plan Pp est la même en début et en fin du tour.
Ainsi, le procédé de commande selon l'invention
Ce support de pièce est généralement un montage d'usinage ou un mandrin.
La commande du bras 1, défini la trajectoire C de la tête tout autour de l'axe B et son orientation par rapport au plan de pièce Pp. Cette trajectoire C peut être annulaire ou en forme de spirale C2 comme représenté
en pointillés sur la figure 5.
Préférentiellement, la trajectoire C comprend plusieurs tours autour de l'axe B, ce qui permet de réaliser plusieurs passes de projection au même endroit de la pièce Pi pour ajuster l'épaisseur du revêtement déposé. Les passes peuvent aussi se chevaucher partiellement pour réaliser un revêtement cylindrique de longueur supérieure à une largeur maximale de projection autorisée par la buse 3.
La commande de déformation des première et seconde parties Si, si' est telle que la trajectoire C
fait au moins un tour complet de l'axe B avec une orientation de tête T qui est telle que sur cet au moins un tour complet, la sortie de buse 3 est toujours orientée en direction de la pièce Pi pour y projeter le matériau.
La commande de déformation selon l'invention est telle que, quel que soit le nombre de tours de tête T
autour de l'axe B, à chaque tour complet la tête T pivote toujours de moins de 360 par rapport au plan de pièce Pp et l'orientation de la tête par rapport au plan Pp est la même en début et en fin du tour.
Ainsi, le procédé de commande selon l'invention
13 permet de projeter le matériau :
- soit à l'extérieur d'une pièce en orientant la sortie de buse vers l'axe B ;
- soit à l'intérieur d'une zone creuse d'une pièce Pi, par exemple dans un alésage d'axe B, et dans ce cas on oriente la sortie de buse 3 vers l'extérieur de la pièce.
Comme on le voit sur la figure 5, la trajectoire annulaire C (annulaire fermée ou en spirale, à
l'extérieur ou à l'intérieur de la pièce Pi), comprend toujours au moins une première portion de trajectoire Cl placée dans un premier secteur angulaire Alphal autour de l'axe B et au moins une deuxième portion de trajectoire C2 placée dans le deuxième secteur angulaire Alpha2 distinct du premier secteur. Ces deux secteurs Alphal et Alpha2 couvrent à eux deux au moins 80% du secteur angulaire total s'étendant tout autour de l'axe B.
Lorsque vus selon la direction de l'axe B, ces secteurs Alphal et Alpha2 sont complètement séparés l'un de l'autre et ne se recouvrent pas. On note que la trajectoire annulaire est une trajectoire qui s'étend sur un ou plusieurs tours autour de l'axe B et peut être dans un plan ou en forme de spirale. Cette trajectoire est ajustée pour définir l'épaisseur et la largeur du revêtement annulaire à la surface Surf.
Dans le cas d'une trajectoire annulaire en spirale, la tête est translatée le long de l'axe B d'un pas fixe ou variable entre des valeurs de pas prédéterminées. Cette trajectoire en spirale permet de former un revêtement annulaire ayant une hauteur supérieure à la largeur de projection maximale autorisée par la buse.
Comme la trajectoire de tête C fait plusieurs fois le tour de l'axe B, elle comporte :
- plusieurs portions de trajectoire (dont la portion Cl) distinctes les unes des autres et exclusivement disposées dans le premier secteur angulaire
- soit à l'extérieur d'une pièce en orientant la sortie de buse vers l'axe B ;
- soit à l'intérieur d'une zone creuse d'une pièce Pi, par exemple dans un alésage d'axe B, et dans ce cas on oriente la sortie de buse 3 vers l'extérieur de la pièce.
Comme on le voit sur la figure 5, la trajectoire annulaire C (annulaire fermée ou en spirale, à
l'extérieur ou à l'intérieur de la pièce Pi), comprend toujours au moins une première portion de trajectoire Cl placée dans un premier secteur angulaire Alphal autour de l'axe B et au moins une deuxième portion de trajectoire C2 placée dans le deuxième secteur angulaire Alpha2 distinct du premier secteur. Ces deux secteurs Alphal et Alpha2 couvrent à eux deux au moins 80% du secteur angulaire total s'étendant tout autour de l'axe B.
Lorsque vus selon la direction de l'axe B, ces secteurs Alphal et Alpha2 sont complètement séparés l'un de l'autre et ne se recouvrent pas. On note que la trajectoire annulaire est une trajectoire qui s'étend sur un ou plusieurs tours autour de l'axe B et peut être dans un plan ou en forme de spirale. Cette trajectoire est ajustée pour définir l'épaisseur et la largeur du revêtement annulaire à la surface Surf.
Dans le cas d'une trajectoire annulaire en spirale, la tête est translatée le long de l'axe B d'un pas fixe ou variable entre des valeurs de pas prédéterminées. Cette trajectoire en spirale permet de former un revêtement annulaire ayant une hauteur supérieure à la largeur de projection maximale autorisée par la buse.
Comme la trajectoire de tête C fait plusieurs fois le tour de l'axe B, elle comporte :
- plusieurs portions de trajectoire (dont la portion Cl) distinctes les unes des autres et exclusivement disposées dans le premier secteur angulaire
14 Alphal ; et - plusieurs autres portions de trajectoire de tête (dont la portion C2) distinctes les unes des autres et exclusivement disposées dans le deuxième secteur angulaire Alpha2.
Comme on le voit sur les figures 6a et 6b, la commande du système robotisé est telle que pour toutes les portions de la trajectoire C se trouvant dans le premier secteur Alphal, la tête T a son premier côté 1<1 toujours orienté en direction dudit plan de pièce Pp. Le second côté K2 est alors orienté à l'inverse du plan Pp.
Comme on le voit sur les figures 6c et 6d, la commande selon l'invention est telle que pour toutes les portions de la trajectoire C s'étendant dans le deuxième secteur Alpha2, la tête a toujours son second côté 1<2 orienté en direction dudit plan de pièce Pp. Le premier côté K1 est alors orienté à l'inverse du plan Pp.
A chaque passage de la tête d'une portion de trajectoire Cl située dans le premier secteur angulaire Alphal vers une portion de trajectoire C2 située dans le second secteur angulaire Alpha2, la tête est pivotée selon un premier sens de rotation R1 par rapport à la première extrémité la du bras articulé constituant l'extrémité de la première partie Si portant la tête. Ce pivotement R1 permet d'orienter la tête par rapport au plan Pp pour que l'on passe d'une orientation de tête où
le premier côté K1 de la tête est orienté vers le plan Pp à une orientation de tête où le second côté 1<2 de la tête est orienté vers le plan Pp.
De même, à chaque passage de la tête T d'une portion de la trajectoire 02 située dans le deuxième secteur angulaire Alpha2 vers une portion de trajectoire Cl située dans le premier secteur angulaire Alphal, la tête T est alors pivotée selon un second sens de rotation R2 par rapport à la première extrémité la du bras articulé 1. Ce second sens de rotation R2 de la tête T
est contraire audit premier sens de rotation Ri. Ce ab,. 02852422 2014-05-27 pivotement R2 permet d'orienter la tête par rapport au plan de pièce Pp pour que l'on passe d'une orientation de tête où le premier côté K1 de la tête est orienté vers le plan Pp à une orientation de tête où le second côté K2 de 5 la tête vers le plan de pièce Pp.
Le pivotement permettant les rotations R1 et R2 se fait principalement autour de la liaison pivot A5 qui constitue la première extrémité du bras la.
En résumé, grâce à la commande selon le procédé
10 de l'invention, quelle que soit la position de la tête T
le long de sa trajectoire C, la buse 3 est toujours orientée vers la pièce. Durant la projection :
- lorsque la tête se trouve placée dans le premier secteur angulaire Alphal, alors le premier côté
Comme on le voit sur les figures 6a et 6b, la commande du système robotisé est telle que pour toutes les portions de la trajectoire C se trouvant dans le premier secteur Alphal, la tête T a son premier côté 1<1 toujours orienté en direction dudit plan de pièce Pp. Le second côté K2 est alors orienté à l'inverse du plan Pp.
Comme on le voit sur les figures 6c et 6d, la commande selon l'invention est telle que pour toutes les portions de la trajectoire C s'étendant dans le deuxième secteur Alpha2, la tête a toujours son second côté 1<2 orienté en direction dudit plan de pièce Pp. Le premier côté K1 est alors orienté à l'inverse du plan Pp.
A chaque passage de la tête d'une portion de trajectoire Cl située dans le premier secteur angulaire Alphal vers une portion de trajectoire C2 située dans le second secteur angulaire Alpha2, la tête est pivotée selon un premier sens de rotation R1 par rapport à la première extrémité la du bras articulé constituant l'extrémité de la première partie Si portant la tête. Ce pivotement R1 permet d'orienter la tête par rapport au plan Pp pour que l'on passe d'une orientation de tête où
le premier côté K1 de la tête est orienté vers le plan Pp à une orientation de tête où le second côté 1<2 de la tête est orienté vers le plan Pp.
De même, à chaque passage de la tête T d'une portion de la trajectoire 02 située dans le deuxième secteur angulaire Alpha2 vers une portion de trajectoire Cl située dans le premier secteur angulaire Alphal, la tête T est alors pivotée selon un second sens de rotation R2 par rapport à la première extrémité la du bras articulé 1. Ce second sens de rotation R2 de la tête T
est contraire audit premier sens de rotation Ri. Ce ab,. 02852422 2014-05-27 pivotement R2 permet d'orienter la tête par rapport au plan de pièce Pp pour que l'on passe d'une orientation de tête où le premier côté K1 de la tête est orienté vers le plan Pp à une orientation de tête où le second côté K2 de 5 la tête vers le plan de pièce Pp.
Le pivotement permettant les rotations R1 et R2 se fait principalement autour de la liaison pivot A5 qui constitue la première extrémité du bras la.
En résumé, grâce à la commande selon le procédé
10 de l'invention, quelle que soit la position de la tête T
le long de sa trajectoire C, la buse 3 est toujours orientée vers la pièce. Durant la projection :
- lorsque la tête se trouve placée dans le premier secteur angulaire Alphal, alors le premier côté
15 K1 de la tête est orienté vers le plan Pp de la pièce Pi ; et - lorsque la tête se trouve placée dans le deuxième secteur angulaire Alpha2, alors le second côté
K2 de la tête est orienté vers le plan Pp de la pièce Pi.
Le passage de la tête le long de sa trajectoire C
du premier secteur angulaire Alphal vers le deuxième secteur angulaire Alpha2 est accompagné d'une première rotation R1 de la tête par rapport à la première extrémité la du bras qui porte la tête. Cette première rotation R1 est toujours inférieure à 360 de rotation.
Comme on le voit sur les figures 6c et 6d, le passage de la tête le long de sa trajectoire C du deuxième secteur angulaire Alpha2 vers le premier secteur angulaire Alphal est accompagné d'une rotation selon un second sens de rotation R2 de la tête par rapport à la première extrémité la du bras 1 qui porte la tête. Ce second sens de rotation R2 est inverse du premier sens de rotation R1 et est toujours inférieure à 360 de rotation de rotation.
Le fait que ces rotations R1, R2 soient inverses et d'amplitudes angulaires respectivement inférieures à
360 évite un enroulement de la conduite d'alimentation ab,. 02852422 2014-05-27
K2 de la tête est orienté vers le plan Pp de la pièce Pi.
Le passage de la tête le long de sa trajectoire C
du premier secteur angulaire Alphal vers le deuxième secteur angulaire Alpha2 est accompagné d'une première rotation R1 de la tête par rapport à la première extrémité la du bras qui porte la tête. Cette première rotation R1 est toujours inférieure à 360 de rotation.
Comme on le voit sur les figures 6c et 6d, le passage de la tête le long de sa trajectoire C du deuxième secteur angulaire Alpha2 vers le premier secteur angulaire Alphal est accompagné d'une rotation selon un second sens de rotation R2 de la tête par rapport à la première extrémité la du bras 1 qui porte la tête. Ce second sens de rotation R2 est inverse du premier sens de rotation R1 et est toujours inférieure à 360 de rotation de rotation.
Le fait que ces rotations R1, R2 soient inverses et d'amplitudes angulaires respectivement inférieures à
360 évite un enroulement de la conduite d'alimentation ab,. 02852422 2014-05-27
16 de buse autour du bras.
Ainsi, au cours d'une rotation complète de la tête autour de l'axe B de pièce, la torsion de la conduite est de moins de 1800 dans un sens autour du bras 1, puis de moins de 1800 dans un sens contraire autour de ce même bras 1. Le procédé de commande selon l'invention permet ainsi d'éviter le risque de blocage lors de l'enroulement de la conduite autour du bras 1. Quel que soit le nombre de tours de tête autour de la pièce nécessaires à la réalisation du revêtement, la conduite ne s'enroule jamais autour du bras 1.
Le procédé de commande selon l'invention permet en outre d'éviter les points singuliers (c'est à dire des moments où des axes du bras 1 sont alignés l'un par rapport à l'autre induisant ainsi un doute au niveau de l'unité de commande Uc).
Avantageusement, la commande des première et seconde parties Si, S1' est telle que :
- tout au long de la projection et alors que la tête est déplacée le long de sa trajectoire C, la pièce Pi se trouve essentiellement positionnée entre les première et deuxième parties Si, Si' ; que - lorsque la tête se trouve sur la première = portion Cl de trajectoire de tête C, alors la pièce Pi est déplacée de manière que l'axe de pièce B soit exclusivement incliné en direction de la seconde partie du système robotisé 1' ; et que - lorsque la tête se trouve sur la deuxième portion C2, alors la pièce Pi est déplacée de manière que l'axe de pièce B soit exclusivement incliné en direction de la première partie du système robotisé 1.
On considère que l'axe B est incliné en direction d'une partie du système robotisé dès lors qu'il penche globalement plus vers le support 5, 5' de cette partie Si, Si' qu'il ne penche vers le support 5, 5' de l'autre partie Si, Si' En inclinant l'axe B vers la partie Si ou la ab,. 02852422 2014-05-27
Ainsi, au cours d'une rotation complète de la tête autour de l'axe B de pièce, la torsion de la conduite est de moins de 1800 dans un sens autour du bras 1, puis de moins de 1800 dans un sens contraire autour de ce même bras 1. Le procédé de commande selon l'invention permet ainsi d'éviter le risque de blocage lors de l'enroulement de la conduite autour du bras 1. Quel que soit le nombre de tours de tête autour de la pièce nécessaires à la réalisation du revêtement, la conduite ne s'enroule jamais autour du bras 1.
Le procédé de commande selon l'invention permet en outre d'éviter les points singuliers (c'est à dire des moments où des axes du bras 1 sont alignés l'un par rapport à l'autre induisant ainsi un doute au niveau de l'unité de commande Uc).
Avantageusement, la commande des première et seconde parties Si, S1' est telle que :
- tout au long de la projection et alors que la tête est déplacée le long de sa trajectoire C, la pièce Pi se trouve essentiellement positionnée entre les première et deuxième parties Si, Si' ; que - lorsque la tête se trouve sur la première = portion Cl de trajectoire de tête C, alors la pièce Pi est déplacée de manière que l'axe de pièce B soit exclusivement incliné en direction de la seconde partie du système robotisé 1' ; et que - lorsque la tête se trouve sur la deuxième portion C2, alors la pièce Pi est déplacée de manière que l'axe de pièce B soit exclusivement incliné en direction de la première partie du système robotisé 1.
On considère que l'axe B est incliné en direction d'une partie du système robotisé dès lors qu'il penche globalement plus vers le support 5, 5' de cette partie Si, Si' qu'il ne penche vers le support 5, 5' de l'autre partie Si, Si' En inclinant l'axe B vers la partie Si ou la ab,. 02852422 2014-05-27
17 partie Si' en fonction de la position de la tête T autour de cet axe B, on synchronise le mouvement de déplacement de tête et le mouvement de déplacement/basculement de l'axe B pour avoir une incidence de l'axe Tx la plus proche possible de 900 par rapport à la surface Surf. La qualité du revêtement peut ainsi être améliorée car l'angle d'incidence peut être maitrisé. On a constaté
qu'avec le procédé selon l'invention, il est possible d'avoir un angle d'incidence inférieur à 1 degrés ce qui favorise la qualité du revêtement. De plus, le mouvement de tête nécessaire pour faire un tour autour de la pièce ainsi déplacée est d'amplitude réduite par rapport au mouvement nécessaire pour faire le tour d'une pièce fixe.
L'envergure maximale des pièces pouvant être revêtue peut ainsi être augmentée tout en conservant le même bras 1.
Selon un mode de réalisation préférentiel visible à la figure 4, la commande de déformation générée selon le procédé de l'invention est telle que lors de la projection réalisée tout autour de la pièce, l'axe B est déplacé par la seconde parties Si' selon une trajectoire en forme de tronc de cône Tc fixe par rapport au référentiel P.
En déplaçant l'axe B de pièce Pi selon la trajectoire en tronc de cône Tc alors que l'axe Tx de la tête de projection reste sensiblement perpendiculaire à
la surface annulaire autour de laquelle tourne la tête, on peut limiter la déformation de la première partie Si en déplaçant la pièce Pi à l'aide de la seconde partie En permettant un déplacement simultané de la pièce et de la buse lors une projection tout autour de la pièce, le procédé de l'invention permet de limiter l'amplitude maximale de déplacement de la buse par rapport au référentiel P. On peut ainsi augmenter la taille des pièces et/ou la vitesse de déplacement du point de projection Pn le long de la trajectoire Traj.
On peut ainsi simplement commander le système c.A. 02852422 2014-05-27
qu'avec le procédé selon l'invention, il est possible d'avoir un angle d'incidence inférieur à 1 degrés ce qui favorise la qualité du revêtement. De plus, le mouvement de tête nécessaire pour faire un tour autour de la pièce ainsi déplacée est d'amplitude réduite par rapport au mouvement nécessaire pour faire le tour d'une pièce fixe.
L'envergure maximale des pièces pouvant être revêtue peut ainsi être augmentée tout en conservant le même bras 1.
Selon un mode de réalisation préférentiel visible à la figure 4, la commande de déformation générée selon le procédé de l'invention est telle que lors de la projection réalisée tout autour de la pièce, l'axe B est déplacé par la seconde parties Si' selon une trajectoire en forme de tronc de cône Tc fixe par rapport au référentiel P.
En déplaçant l'axe B de pièce Pi selon la trajectoire en tronc de cône Tc alors que l'axe Tx de la tête de projection reste sensiblement perpendiculaire à
la surface annulaire autour de laquelle tourne la tête, on peut limiter la déformation de la première partie Si en déplaçant la pièce Pi à l'aide de la seconde partie En permettant un déplacement simultané de la pièce et de la buse lors une projection tout autour de la pièce, le procédé de l'invention permet de limiter l'amplitude maximale de déplacement de la buse par rapport au référentiel P. On peut ainsi augmenter la taille des pièces et/ou la vitesse de déplacement du point de projection Pn le long de la trajectoire Traj.
On peut ainsi simplement commander le système c.A. 02852422 2014-05-27
18 robotisé pour ajuster les paramètres de vitesse de déplacement du point de projection Pn, Pnl, Pn2 selon la trajectoire de projection Trajl, d'angle d'incidence Bi, B2 de la projection, ce qui permet une homogénéisation de la qualité du revêtement formé à la surface annulaire Surf de la pièce. L'angle d'incidence est formé entre l'axe de projection et l'axe courant perpendiculaire à la surface annulaire et passant par le point courant de projection.
Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, on fait en sorte que la commande soit telle que tout au long du déplacement de la tête T, la vitesse de déplacement du point d'intersection courant Pn, Pnl, Pn2 entre l'axe de sortie Tx de buse 3 et la surface annulaire Surf de la pièce Pi soit comprise entre des vitesses maximale et minimale prédéterminées, la vitesse maximale prédéterminée étant au plus égale à 150% de la vitesse minimale prédéterminée, préférentiellement au plus égale à 120%. On homogénéise ainsi le revêtement formé.
Dans un mode de réalisation de l'invention éventuellement complémentaire du précédent, on fait en sorte que la commande du système robotisé S soit telle que la distance minimale, mesurée selon l'axe de projection de la tête Tx, entre une sortie de la buse 3 par laquelle passe cet axe de projection TX et la surface annulaire Surf de pièce Pi soit comprise tout au long de la trajectoire de tête C, entre des distances minimale et maximale prédéterminées. La distance maximale est choisie pour être au plus égale à 120% de la distance minimale prédéterminée. Ceci permet d'homogénéiser tout au long de la trajectoire C la distance de projection.
L'invention porte aussi sur un procédé de fabrication d'une tige d'atterrisseur comportant des étapes de revêtement d'extrémités d'une tige d'atterrisseur et dans lequel on met en uvre le procédé
de commande de système robotisé S selon l'un quelconque
Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, on fait en sorte que la commande soit telle que tout au long du déplacement de la tête T, la vitesse de déplacement du point d'intersection courant Pn, Pnl, Pn2 entre l'axe de sortie Tx de buse 3 et la surface annulaire Surf de la pièce Pi soit comprise entre des vitesses maximale et minimale prédéterminées, la vitesse maximale prédéterminée étant au plus égale à 150% de la vitesse minimale prédéterminée, préférentiellement au plus égale à 120%. On homogénéise ainsi le revêtement formé.
Dans un mode de réalisation de l'invention éventuellement complémentaire du précédent, on fait en sorte que la commande du système robotisé S soit telle que la distance minimale, mesurée selon l'axe de projection de la tête Tx, entre une sortie de la buse 3 par laquelle passe cet axe de projection TX et la surface annulaire Surf de pièce Pi soit comprise tout au long de la trajectoire de tête C, entre des distances minimale et maximale prédéterminées. La distance maximale est choisie pour être au plus égale à 120% de la distance minimale prédéterminée. Ceci permet d'homogénéiser tout au long de la trajectoire C la distance de projection.
L'invention porte aussi sur un procédé de fabrication d'une tige d'atterrisseur comportant des étapes de revêtement d'extrémités d'une tige d'atterrisseur et dans lequel on met en uvre le procédé
de commande de système robotisé S selon l'un quelconque
19 des modes décrits précédemment.
Le procédé selon l'invention est particulièrement adapté à la fabrication de tiges en T d'atterrisseur de grandes tailles car il n'implique pas de faire tourner la pièce sur elle même.
=
Le procédé selon l'invention est particulièrement adapté à la fabrication de tiges en T d'atterrisseur de grandes tailles car il n'implique pas de faire tourner la pièce sur elle même.
=
Claims (11)
1. Procédé de commande d'un système robotisé (S) comportant des première et seconde parties du système robotisé (S1, S1') chacune déformable et reliée fixement à un même référentiel (P), la première partie (S1) comportant une tête de projection (T) dotée d'une buse de projection (3) pour projeter un matériau de revêtement, selon un axe de projection (Tx), la seconde partie présentant des moyens de préhension d'une pièce (Pi) dotée d'une surface annulaire (Surf) sur laquelle on veut appliquer ledit matériau de revêtement, dans lequel:
- la première partie (S1) comporte au moins des première et deuxième liaisons pivot (A1, A2) aptes à
permettre l'orientation de l'axe de projection (Tx) par rapport audit référentiel (P);
- la deuxième partie (S1') comporte au moins des première et deuxième liaisons pivot (A1', A2') aptes à
permettre l'orientation de la pièce (Pi) par rapport audit référentiel (P) ; et - le système (S) comporte en outre une unité de commande (Uc) générant une commande de déformation des première et seconde parties (S1, S1') telle :
- que l'axe de projection (Tx) de la buse et la pièce (Pi) soient déplacés et orientés l'un par rapport à
l'autre, à l'aide des liaisons pivot (A1, A2, A1', A2') des première et seconde parties (S1, S1') pour projeter ledit matériau de revêtement sur toute la surface annulaire (Surf) de la pièce (Pi) ; et - que tout au long de cette projection, en tout point d'intersection courant (Pn1, Pn2) entre la surface annulaire (Surf) et l'axe de projection (Tx, Tx1, Tx2), l'axe de projection (Tx) reste orienté, par rapport à un axe orthogonal courant (N1, N2) à la surface annulaire (Surf) passant par le point d'intersection courant (Pn1, Pn2), d'un angle courant (B1, B2) inférieur à 200.
- la première partie (S1) comporte au moins des première et deuxième liaisons pivot (A1, A2) aptes à
permettre l'orientation de l'axe de projection (Tx) par rapport audit référentiel (P);
- la deuxième partie (S1') comporte au moins des première et deuxième liaisons pivot (A1', A2') aptes à
permettre l'orientation de la pièce (Pi) par rapport audit référentiel (P) ; et - le système (S) comporte en outre une unité de commande (Uc) générant une commande de déformation des première et seconde parties (S1, S1') telle :
- que l'axe de projection (Tx) de la buse et la pièce (Pi) soient déplacés et orientés l'un par rapport à
l'autre, à l'aide des liaisons pivot (A1, A2, A1', A2') des première et seconde parties (S1, S1') pour projeter ledit matériau de revêtement sur toute la surface annulaire (Surf) de la pièce (Pi) ; et - que tout au long de cette projection, en tout point d'intersection courant (Pn1, Pn2) entre la surface annulaire (Surf) et l'axe de projection (Tx, Tx1, Tx2), l'axe de projection (Tx) reste orienté, par rapport à un axe orthogonal courant (N1, N2) à la surface annulaire (Surf) passant par le point d'intersection courant (Pn1, Pn2), d'un angle courant (B1, B2) inférieur à 200.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit angle courant est inférieur à 5° d'angle.
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel :
- les première et deuxième liaisons pivot appartenant à la première partie du système robotisé
présentent des axes de pivot respectifs non parallèles entre eux ; et dans lequel - les première et deuxième liaisons pivot appartenant à la deuxième partie du système robotisé
présentent des axes de pivot respectifs non parallèles entre eux.
- les première et deuxième liaisons pivot appartenant à la première partie du système robotisé
présentent des axes de pivot respectifs non parallèles entre eux ; et dans lequel - les première et deuxième liaisons pivot appartenant à la deuxième partie du système robotisé
présentent des axes de pivot respectifs non parallèles entre eux.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la commande de déformation est telle que tout au long de la projection sur la surface annulaire de la pièce, la tête tourne autour de la pièce et d'un axe de cette pièce autour duquel s'étend la surface annulaire, et que la pièce effectue un déplacement tel que sa rotation selon cedit axe de pièce soit strictement inférieure à 900.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la pièce présente un axe de pièce traversant la pièce et autour duquel est formée ladite surface annulaire de pièce, et dans lequel lors de la projection réalisée tout autour de la pièce, sur la surface annulaire, l'axe de pièce est déplacé par la seconde parties du système robotisé selon une trajectoire en forme de tronc de cône fixe par rapport au référentiel.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel :
- la première partie du système robotisé comporte un bras robotisé articulé entre des première et seconde extrémités du bras et la tête de projection étant portée par la première extrémité du bras, la seconde extrémité
du bras étant reliée à un support du système robotisé
immobilisé par rapport à référentiel, et - la seconde partie du système robotisé comporte un autre bras robotisé articulé entre des première et seconde extrémités, les moyens de préhension d'une pièce étant disposés à la première extrémité de cet autre bras, la seconde extrémité de cet autre bras étant reliée à un support de cet autre bras qui est immobilisé par rapport au référentiel.
- la première partie du système robotisé comporte un bras robotisé articulé entre des première et seconde extrémités du bras et la tête de projection étant portée par la première extrémité du bras, la seconde extrémité
du bras étant reliée à un support du système robotisé
immobilisé par rapport à référentiel, et - la seconde partie du système robotisé comporte un autre bras robotisé articulé entre des première et seconde extrémités, les moyens de préhension d'une pièce étant disposés à la première extrémité de cet autre bras, la seconde extrémité de cet autre bras étant reliée à un support de cet autre bras qui est immobilisé par rapport au référentiel.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel, tout au long de la projection, la commande de déformation des première et seconde parties est telle :
- que la tête de projection est déplacée par le bras selon une trajectoire de tête s'étendant tout autour d'un axe de pièce traversant la pièce et autour duquel est formée ladite surface annulaire; et - que, qu'elle que soit la position de la tête le long de cette trajectoire de tête, l'axe de projection de la buse est toujours orienté en direction de la pièce pour y projeter ledit matériau; et - que sur une première portion de cette trajectoire de tête, un premier côté de la tête est orienté en direction d'un plan de pièce perpendiculaire à
l'axe de pièce; et - que sur une deuxième portion de la trajectoire distincte de la première portion, un second côté de la tête opposé par rapport au premier côté de la tête est orienté en direction dudit plan de pièce.
- que la tête de projection est déplacée par le bras selon une trajectoire de tête s'étendant tout autour d'un axe de pièce traversant la pièce et autour duquel est formée ladite surface annulaire; et - que, qu'elle que soit la position de la tête le long de cette trajectoire de tête, l'axe de projection de la buse est toujours orienté en direction de la pièce pour y projeter ledit matériau; et - que sur une première portion de cette trajectoire de tête, un premier côté de la tête est orienté en direction d'un plan de pièce perpendiculaire à
l'axe de pièce; et - que sur une deuxième portion de la trajectoire distincte de la première portion, un second côté de la tête opposé par rapport au premier côté de la tête est orienté en direction dudit plan de pièce.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la commande de déformation est telle que :
- tout au long de la projection et alors que la tête est déplacée le long de sa trajectoire, la pièce se trouve essentiellement positionnée entre les première et deuxième parties du système robotisé; que - lorsque la tête se trouve sur la première portion de trajectoire de tête, alors la pièce est déplacée de manière que l'axe de pièce soit exclusivement incliné en direction de la seconde partie du système robotisé; et que - lorsque la tête se trouve sur la deuxième portion de trajectoire de tête, alors la pièce est déplacée de manière que l'axe de pièce soit exclusivement incliné en direction de la première partie du système robotisé.
- tout au long de la projection et alors que la tête est déplacée le long de sa trajectoire, la pièce se trouve essentiellement positionnée entre les première et deuxième parties du système robotisé; que - lorsque la tête se trouve sur la première portion de trajectoire de tête, alors la pièce est déplacée de manière que l'axe de pièce soit exclusivement incliné en direction de la seconde partie du système robotisé; et que - lorsque la tête se trouve sur la deuxième portion de trajectoire de tête, alors la pièce est déplacée de manière que l'axe de pièce soit exclusivement incliné en direction de la première partie du système robotisé.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, dans lequel la première portion de trajectoire s'étend dans un premier secteur angulaire autour de l'axe de pièce et la deuxième portion de trajectoire s'étend dans un deuxième secteur angulaire autour de l'axe de pièce, ces premier et deuxième secteurs angulaires étant distincts l'un de l'autre, la trajectoire de la tête autour de l'axe de pièce comportant :
- plusieurs portions de la trajectoire de tête distinctes les unes des autres exclusivement disposées dans le premier secteur angulaire; et - plusieurs autres portions de la trajectoire de tête distinctes les unes des autres exclusivement disposées dans le deuxième secteur angulaire ;
- pour toutes les portions de la trajectoire s'étendant dans le premier secteur, la tête a son premier côté orienté en direction dudit plan de pièce ; et - pour toutes les portions de la trajectoire s'étendant dans le deuxième secteur, la tête a son second côté orienté en direction dudit plan de pièce ; et - à chaque passage de la tête d'une portion de trajectoire située dans le premier secteur angulaire vers une portion de trajectoire située dans le second secteur angulaire, la tête est pivotée selon un premier sens de rotation par rapport à une extrémité de la première partie du système portant la tête ;
- à chaque passage de la tête d'une portion de la trajectoire située dans le deuxième secteur angulaire vers une portion de trajectoire située dans le premier secteur angulaire, la tête est alors pivotée selon un second sens de rotation par rapport à l'extrémité du bras articulé, ce second sens de rotation de la tête étant contraire audit premier sens de rotation.
- plusieurs portions de la trajectoire de tête distinctes les unes des autres exclusivement disposées dans le premier secteur angulaire; et - plusieurs autres portions de la trajectoire de tête distinctes les unes des autres exclusivement disposées dans le deuxième secteur angulaire ;
- pour toutes les portions de la trajectoire s'étendant dans le premier secteur, la tête a son premier côté orienté en direction dudit plan de pièce ; et - pour toutes les portions de la trajectoire s'étendant dans le deuxième secteur, la tête a son second côté orienté en direction dudit plan de pièce ; et - à chaque passage de la tête d'une portion de trajectoire située dans le premier secteur angulaire vers une portion de trajectoire située dans le second secteur angulaire, la tête est pivotée selon un premier sens de rotation par rapport à une extrémité de la première partie du système portant la tête ;
- à chaque passage de la tête d'une portion de la trajectoire située dans le deuxième secteur angulaire vers une portion de trajectoire située dans le premier secteur angulaire, la tête est alors pivotée selon un second sens de rotation par rapport à l'extrémité du bras articulé, ce second sens de rotation de la tête étant contraire audit premier sens de rotation.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel la trajectoire de déplacement de la tête de projection est, par rapport à
l'axe de la pièce, une trajectoire circulaire s'étendant autour de l'axe de pièce ou une trajectoire en forme de spirale s'étendant autour dudit axe de pièce.
l'axe de la pièce, une trajectoire circulaire s'étendant autour de l'axe de pièce ou une trajectoire en forme de spirale s'étendant autour dudit axe de pièce.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, dans lequel la commande de déformation est telle que la distance minimale, mesurée selon l'axe de projection de la tête, entre une sortie de la buse par laquelle passe cet axe de projection et la surface annulaire de pièce est comprise tout au long de la trajectoire de déplacement de la tête de projection autour de l'axe, entre des distances minimale et maximale prédéterminées, la distances maximale étant au plus égale à 120% de la distance minimale prédéterminée.
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---|---|---|---|
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FR1355075 | 2013-06-03 |
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---|---|
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CA2852422A Active CA2852422C (fr) | 2013-06-03 | 2014-05-27 | Procede de commande d'un systeme robotise pour le revetement d'une piece par projection d'un materiau |
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---|---|
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---|---|---|---|---|
US4283764A (en) * | 1979-10-12 | 1981-08-11 | Nordson Corporation | Manually programmable robot with power-assisted motion during programming |
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US5833147A (en) * | 1997-01-13 | 1998-11-10 | Abb Flexible Automation Inc. | Rotary union for robotic end effector |
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2014
- 2014-05-27 CA CA2852422A patent/CA2852422C/fr active Active
- 2014-06-02 GB GB1409791.9A patent/GB2517249B/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
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GB2517249A (en) | 2015-02-18 |
GB2517249B (en) | 2015-08-05 |
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