FR2625123A1 - Dispositif de detection d'incidents de percage susceptible d'etre integre aux unites pneumatiques autonomes - Google Patents

Abstract

Dans une unité de perçage pneumatique autonome d'un type comprenant un moteur pneumatique 1, une broche 2 portant un outil coupant 3, un boîtier d'engrenages 4, un système 6-2A-6Ad'avance de la broche et un système de fin de course 8 à bague 7, on prévoit un dispositif pneumatique de l'une ou l'autre de deux conditions d'incidents de perçage tel que le système de fin de course détecte la première condition (la machine s'arrête avant de venir en butée), le système d'avance de la broche détecte l'autre condition (l'effort axial sur l'outil reste inférieur à un seuil minimum dans au moins une partie déterminée de la course de la broche, et un agencement pneumatique à mémoire pour la prise de décisions appropriées en cas d'incidents).

Description

On sait que l'assemblage des structures d'aéronefs nécessite le perçage d'un nombre considérable de trous. Des unités de perçage autonomes pneumatiques servent souvent a réaliser ces trous. lorsque la taille des éléments à assembler augmente.

L'automatisation de la manipulation de ces perceuses a l'aide d'un robot, dans le but de supprimer une opération pénible et fastidieuse. se heurte à des difficultés au niveau de la détection des incidents pouvant survenir au cours du perçage ; ces incidents sont particuliérement fréquents si le matériau à usiner est dur comme l'acier ou le titane.

Il n'existe, en effet, à l'heure actuelle aucun systéme permettant d'y parvenir
C'est pour remédier à cet inconvénient en permettant l'intégration des perceuses pneumatiques dans un site automatise. que la Demanderesse a imaginé et mis au point un dispositif interne à la perceuse qui permet la détection des incidents de coupe et la transmission au robot manipulateur.

L'étude comparative des différentes courbes de 1 effort axial en fonction de l'avance de l'outil de coupe utilisé. tels que foret, alésoir, outil fraisureur, ou différentes combinaisons des outils ci-dessus, montre que les incidents de coupe se résument à deux conditions
1#) Dans le cas où il y a augmentation anormale de l'effort axial qui dépasse la valeur d'un seuil maximum déclenchant 1 arrêt automatique de la ma-chine, avant la fin de course de la broche porte-outil.

Cette condition Za indique qu il y a eu cassure de l'outil, en cours de perçage du trou considéré.

2g) Dans le cas où l'effort axial suE l'outil reste inférieur å un seuil minimum dans au moins une partie déterminée de la course de l'outil.

Cette condition "b" indique que outil a été cassé lors du perçage d'un trou précédant cLui en cours et que cela n'a pas été détecté ou bien, ~encore, l'absence initiale d'outil.

Le dispositif pneumatique selon l'invention qui est integre å l'unité de perçage autonome pnet,rna t. i(#ua, est conçu de façon à permettre de détecter l'une ou 1 autre des deux conditions d'incident de perçage définies ci-dessus, de la garder en mémoire jusqu'à ce que le manipulateur vienne reprendre l'unité pour la transmettre au systéme de commande, de façon simple, automatique et économique.

Il est à noter dès maintenant qu'en raison de son caractère rappelé ci-dessus, l'invention ne se limite pas, quant å son application industrielle, aux seuls besoins de i aéronautique.

D'une façon générale, l'invention concerne un dispositif pneumatique de détection de l'une ou l'autre des deux conditions "a" ou "b" d'incident de perçage. qui est intégré dans une unité de perçage pneumatique autonome d'un type comprenant : un moteur pneumatique assurant la rotation de l'outil, une broche transmettant le mouvement de rotation et d'avance à l'outil coupant fixé en bout, un boîtier d'engrenage comportant un train de pignons transmettant le mouvement de rotation du moteur à la broche, un système d'avance à vitesse constante de la broche, et un systéme de fin de course déclenchant l'arrêt automatique de la machine lorsque l'effort axial dans la broche dépasse un seuil maximum "M" mesuré par un boîtier.

De façon plus spécifique, le dispositif pneumatique de détection de l'une ou l'autre des deux conditions "a" ou "b" d'incident de perçage selon 1 invention, intégré à une unité de perçage du type précité, est caractérisé en ce que
1 ) Le système de fin de course à bague solidaire de la broche et à butée fixe, est aménage de façon que la butée fixe comporte une alimentation en air comprimé muni d'un orifice de fuite, lequel ne se trouve obturé que lorsque la bague solidaire de la broche vient au contact de la butée fixe et provoque l'arrêt automatique de la machine lorsque l'effort axial dans la broche dépasse le seuil maximum "M" mesuré par le boitier, grace à quoi peut être détectée la première condition "a" d'incident de perçage suivant laquelle la machine n'atteint pas la butée de fin de course par suite de la cassure de l'outil au cours du perçage du trou considéré ;
2 ) Le système d'avance à vitesse constante de la broche est du type mécanique intégré et comporte un capteur pneumatique adapté pour détecter le recul de l'écrou entraînant la broche correspondant à un effort axial égal au seuil minimum "m" tandis qu'un autre capteur pneumatique est actionné par un fourreau rlui-même fixé sur la broche à l'endroit correspondant à la partie (sud) de la course de ladite broche, grace à quoi peut être détectée la deuxième condition "b" d'incident de perçage suivant laquelle l'effort axial sur l'outil reste inférieur à un seuil minimum "m" dans au moins une partie déterminée (OD) de la course de la broche par suite de la cassure de l'outil lors du perçage d un trou précédant celui en cours et que cela n'a pas été détecté ou en l'absence initiale d'outil
3') est aménagé un agencement pneumatique comprenant, an plus de la fuite d'air, du capteur pneumatique de détection d'effort axial minimum "m", du capteur pneumatique de détection de la partie (OD) de la course de la broche : les arrivées de pression et les conduits pneumatiques ; un distributeur d alimentation de la fuite ; un distributeur concernant la mémpire de la condition "a" ou "b" jusqu'a ce que le manipulateur vienne reprendre l'unité pour la transmettre au système de commande ; un distributeur de réarmement å la mise en route de l'unité, et un dispositif de transmission de la pression pneumatique apparaissant a l'orifice du distributeur concernant la mémoire, entre l'unité et la main de préhension, grace à quoi lorsque le manipulateur saisit l'unité de perçage. la pression eventuellement présente a l'orifice est captée par la main de préhension et transformée en signal électrique qui est analysé par le système de commande permettant de prendre des décisions adaptées comme par exemple
- mise en place de l'unité pour réalisation d'un autre trou, s'il n'y a pas eu d'anomalie
- dépose de l'unité, s'il y a anomalie, et remplacement par une unité en réserve pour la suite des opérations,
D'autres caractéristiques, avantages et particularités de la présente invention ressortiront de la description qui en est donnée ci-aprés en référence aux dessins annexés représentant, schématiquement et à titre d'exemples préférentiels, différentes formes de réalisation possibles de ladite invention
Sur ces dessins : :
- la figure 1 est le schéma de principe d'une unité de perçage pneumatique à avance mécanique intégrée couramment utilisée,
- les figures 2A à 7A sont des schémas représentant, respectivement pour chacun d'eux, l'outil concerne, la forme du trou réalisé par ledit outil ainsi que la courbe de l'évolution de l'effort axial en fonction de 1 avance de l'outil,
- les figures 2B a 7B sont des schémas correspondant respectivement à chacun des outils des figures 2A à 7A mais représentant, cette fois, pour chacun des outils considérés, la courbe d'évolution normale de l'effort axial sur l'outil en trait plein, ainsi que ce que devient cette courbe en cas d anomalie, en trait interrompu.

- les figures 2C à 7C sont des schémas correspondant respectivement à chacun des outils des figures 2A à 7A ainsi que ceux des figures 28 à 78 mais représentant. cette fois, ce que deviennent les courbes d évolution normale de l'effort axial, lorsque l'outil a été endommagé lors du perçage du trou précédent.

- les figures 8, 9 et 10 sont des vues de détail à plus grande échelle représentant, respectivement, le détecteur de fin de course de la broche, le détecteur de l'effort axial dans la broche, et le détecteur de la course OD de la broche, tous éléments détecteurs apparaissant sur la figure 1,
- la figure 11 est le schéma d'agencement pneumatique des moyens techniques représentés sur les figures 1, 8, 9 et 10,
- la figure 12 est le schéma d'agencement pneumatique d'une variante de réalisation de la figure 11.

- la figure 13 est une vue de détail représentant une variante de réalisation des moyens permettant de mesurer l'effort axial minimum "m",
- la figure 14 est une vue de détail représentant une variante de réalisation des moyens permettant de vérifier que la valeur minimum "m" a bien lieu dans une partie spécifique OD de la course de la broche,
- la figure 15 , est un schéma d'agencement pneumatique des moyens techniques analogue à celui de la figure 11, lorsque l'on utilise des capteurs pneumatiques de fin de course classique,
- la figure 16 est un schéma de principe d'une variante de réalisation de l'invention adaptée à une unité de perçage, cette fois à avance à vérin extérieur à régulation hydraulique,
- la figure 17 est un schéma d'agencement pneumatique des moyens techniques analogue à celui de la figure 11, dans le cas particulier où l'on n'utilise pas parmi les outils d' alésoir-fraisureur,
et la figure 18 est un schéma d'agencement pneumatique des moyens techniques analogue a celui de la figure 15, dans le cas particulier ou l'on n'utilise pas d' alésoir-fraisureur parmi les outils.

On a vu dans le préambule que l'assemblage des structures d'aéronefs nécessite le perçage d'un nombre considérable de trous et que, lorsque la taille des éléments å assembler augmente, ces trous sont souvent réalisés à l'aide d'unités de perçage autonomes pneumatiques.

Avant d'aller plus avant dans la description de l'invention, on rappellera d'abord succinctement, en s-e référant à la figure 1, le schéma de principe d'une unité de perçage autonome pneumatique.

Une telle machine est constituée des éléments principaux suivants
- un moteur pneumatique 1 assurant la rotation finale de l outil,
- une broche 2 qui transmet le mouvement de rotation et d'avance a l'outil coupant 3 qui est fixé en bout de la broche,
- un boîtier d'engrenage 4 comprenant, entre autres, un train de pignons 5 qui transmet le mouvement de rotation du moteur à la broche,
- un système d'avance constitué, en l'occurrence, d'un système mécanique intégré suivant lequel la broche 2 comporte un filetage extérieur 2A sur lequel est monté un écrou SA d'un deuxième train de pignons entraîné par le moteur 1.Il est à noter que les deux trains de pignons . 5 et 6 ont des rapports d entraînement différents de façon que l'écrou 6A, qui est d'ailleurs bloqué en translation dans le corps de la machine, tourne à une vitesse de rotation différente de celle de la broche 2 qui est entraînée par le train de pignons 5, ce qui a pour effet de provoquer par vissage de la broche 2 dans l'écrou SA une avance mécanique constante de cette dernière.

La fin de course de la broche est assurée par une bague 7, solidaire de la broche mais dont la position longitudinale initiale est réglable, qui vient en contact avec une butée fixe 8. Lorsque ce contact intervient, un effort axial considérable se crée alors dans la broche et se transmet à l'écrou SA, un boîtier 9 déclenchant alors 1 arrêt de la machine quand l'effort axial est supérieur a un certain seuil "M".

On a vu précédemment que l'automatisation de la manipulation d'une unité de perçage telle que celle que 1 on vient de décrire, à l'aide d'un robot se heurte à des difficultés au niveau de la détection des incidents pouvant survenir au cours du perçage, comme par exemple la cassure au l'usure de l'outil. surtout si le matériau.

à usiner est un matériau dur : acier ou titane.

Comme on l'a vu également dans le préambule.

c'est pour remédier à cet inconvénient majeur, en permettant l'intégration des perceuses pneumatiques.

telle que celle que l'on vient de décrire en référence à la figure 1. dans un site automatisé qu'a été mis au point, conformément å la présente invention, un dispositif pneumatique interne à la perceuse qui permet la détection des incidents de coupe, la mise en mémoire et la transmission de l'information au robot manipulateur, au moment opportun, c' est-à-dire lorsque ce dernier saisit l'unité de perçage pour effectuer un déplacement pour un nouveau perçage.

Avant de décrire en détail le dispositif pneumatique interne à la perceuse conforme à l'invention, on rappellera tout d'abord très succinctement que les différents types d'outils utilisés sur tes perceuses sont: >
- le foret, qui exécute un trou dans la matière
pleine,
- l'alésoir, qui agrandît, avec une meilleure
précision, un trou existant appelé
avant-trou,
- l'outil fraisureur, qui réalise la partie
tronconique dans laquelle vient se loger la
tête de la vis,
- différentes combinaisons des outils
ci-dessus, comme par exemple le foret
fraisureur, l'alésoir fraisureur, le foret
alésoir et le foret alésoir fraisureur.

Pour ne pas surcharger inutilement la description de la présente invention de celle d'outils très classiques, on se reportera à la planche des figures 2A a 7A. Chacune desdites figures comporte un élément portant la référence générale A qui représente l'outil lui-même en élévation, un élément portant la référence générale B, qui représente la forme du trou réalisé par l'outil concerné et un élément portant la référence générale C qui représente la courbe de l'évolution de l'effort axial F en fonction de l'avance A dudit outil.

v
C'est ainsi que si l'on se reporte a la figure 2A, l'élément A2 représente un foret, l'élément 82 la forme du trou réalisé par le foret et l'élément C2 la courbe de l'évolution de l'effort axial F de l'outil en fonction de l'avance A de ce dernier.

v
Sur la figure 3A, A3 représente un foret fraisureur, 83 la forme du trou réalisé et C3 la courbe de 1 effort axial F de l'outil en fonction de l'avance A
v de ce dernier.

Sur la figure 4A, A4 représente un alésoir, 84 la forme du trou réalisé et C4 la courbe de l'effort axial F de l'outil en fonction de l'avance A de ce
v dernier.

Sur la figure SA, AS représenteun alésoir fraisureur, B5 la forme du trou réalisé et CS la courbe de l'effort axial F de l'outil en fonction de l'avance Av
v de ce dernier.

Sur la figure 6A, A6 représente un foret alésoir. B6 la forme du trou réalisé et C6 la courbe de l'effort axial F de l'outil en fonction de l'avant A de
v ce dernier, et
Sur la figure 7A, A7 représente un foret alésoir fraisureur. B7 la forme du trou réalisé et C7 la courbe de l'effort axial F de l'outil en fonction de l'avance A de ce dernier.

v
On va maintenant étudier les anomalies susceptibles de se produire au cours du perçage en se référant aux séries de figures comparatives 2A à 7A, 28 à 78 et 2C à 7C.

Dans la série des figures 2A à TA, on a vu comment s opérait l'évolution normale de l'effort axial F de chacun des outils concernes, en fonction de l'avance de ceux-ci.

Sur la série des figures 28 à 78. qui correspondent respectivement a chacun des outils de la série des figures 2A à TA, on a représenté, en trait plein, sur chacune des figures 28 å '7B la courbe d évolution normale de l'effort axial sur l'outil considéré, entre l'origine 0 et la fin C de la course de la broche entraînant l'outil. C'est ainsi que l'on retrouve respectivement sur chacune des figures 2B à 78 les courbes d'évolution C2 à C7 de la série des figures 2A à TA.

Par ailleurs, on a représenté, en trait interrompu, sur ces mêmes figures 28 à TB. ce que devient la courbe d'évolution normale de l'effort après que se soit produite une anomalie telle que la cassure de l'outil survenant au cours du perçage du trou considéré.

Les figures 2C a 7C montrent ce que deviennent les courbes d'évolution normale de l'effort axial, lorsque l'outil endommagé l'a été au trou précédant celui du trou considéré et que cela n'a pas été détecté. Il apparait immédiatement que dans cette dernière série de figures 2C å 7C, la courbe est représentée en trait interrompu étant donné qu'il ne peut plus y avoir d'evulution normale pour un outil cassé eu absent, durant la course OD de la broche.

L'étude comparative des séries de figures 2B à 78 et 2C a 7C peut se résumer en ce que
1") Lorsque la cassure de l'outil survient au cours du perçage considéré, il y a (voir figures 2B a 78) augmentation anormale de l'effort axial F qui dépasse la valeur "M" du seuil maximum déclenchant l'arrêt automatique de la machine avant la fin de course de la broche,
Lorsque l'outil a été cassé au trou précédent et que cela n'a pas été détecté (voir figures 2C à 7C)
- pour tous les outils à l'exception de l'alésoir fraisureur des figures 58 et 5C, il y a
- soit augmentation anormale de l'effort axial
F qui dépasse la valeur du seuil "M" , avant la fin de course de la broche,
- soit l'effort reste nul, c'est-à-dire en-dessous de la valeur du seuil minimum "m", pendant toute la course de la broche,
- pour l'alésoir fraisureur, å l'inverse, il y a:
- soit (figure 5B) augmentation anormale de l'effort axial F qui dépasse la valeur du seuil "M", avant la fin de la course de la broche,
- soit (figure 5C) l'effort axial reste nul pendant la partie OD de la course de la broche mais peut devenir normal pendant la partie DC de cette course, laquelle correspond à la phase de fraisure.

Ce dernier cas correspond à un alésoir cassé au ras de la partie fraisureuse lors du trou précédent et non détecté, la course OD correspondant à l'alésoir se fera sans effort et la partie fraisureuse restante.

réalisera la fraisure normalement dans l'avant trou existant.

Or l efFort axial sur l outil 3 voir figure 1) est transmis intégralement à la broche 2 et donc sur l'écrou d'avance 6A d'après le principe même de la machine et si cet effort est supérieur au seuil "M", il y a arrêt automatique de la machine, grace au boîtier 9. et par conséquent la bague d'arrêt 7 de la broche ne vient pas en contact avec la butée fixe 8.

Toutes les conditions ci-dessus se ramènent donc a
Il y a incident de perçage si
a) la machine n'atteint pas la butée de fin de course, ou
b) l'effort axial reste inférieur à un seuil minimum "m", dans au moins une partie déterminée de la course OD de la broche.

Il est intéressant de noter que la condition b permet également de détecter l'absence initiale d'outil.

La présente invention a pour objet de réaliser un dispositif pneumatique intégré à la machine classique décrite en regard de la figure1, permettant de détecter la condition ci-dessus a) ou b), de la garder en mémoire jusqu'à ce que le manipulateur vienne reprendre l'unité pour la transmettre au système de commande.

On va maintenant décrire une forme de réalisation possible du dispositif intégré à la machine de la figure 1. en se référant plus particulièrement aux schémas de détail à plus grande échelle des figures B, 9 et 10 qui permettent d'expliciter la manière dont est réalisée cette intégration conformément å l'invention.

1 ) Condition a suivant laquelle la machine n'atteint pas la butée de fin de course 8.

Conformément a l'invention (voir figures 1 et 8) l'ensemble butée fin de course 8 est constitué
- d'un fourreau 10 muni à son extrémité libre d'un doigt 11 qui vient en contact avec la surface S à percer,
- d'un ensemble coulissant 12 monté à l'intérieur du fourreau 10 dont la face arrière 1.:: e5 L maintenue éloignée de la face arrière 14 du fourreau 10 au moyen d'un ressort 15 prenant appui sur la tranche avant de l'ensemble coulissant 12 et sur un redan approprié 10A dont est muni le fourreau 10,
- de la bague 7 réglable en position longitudinale initiale par vissage sur la broche 2,
- d'une autre bague à créneau 16 maintenue par un ressort qui empeche la rotation de la bague 7 sur la broche et permet son immobilisation sur la broche 2 après réglage en position longitudinale initiale,
- d'une canalisation 17 alimentée en air comprimé qui débouche sur la face 13 de l'ensemble coulissant 12 et qui constitue une fuite d'air 18.

2-) Condition b suivant laquelle l'effort axial reste inférieur à un seuil minimum "m", dans au moins une partie déterminée de la course OD de la broche.

Suivant l'invention (voir figures 1, 9 et 10) les moyens utilisés sont les suivants
- un capteur pneumatique 19 qui détecte le recul de l'écrou SA correspondant à un effort axial égal au seuil minimum "m", lequel est réglable au moyen d'un ressort 26,
- un capteur pneumatique de fin de course 20 qui est actionné par un fourreau 21 de forme appropriée lui-même fixé sur la broche 2 à l'endroit correspondant à la partie OD de la course de ladite broche.

On vient de voir en se référant aux figures 1.

8, 9 et 10 les moyens techniques qui sont intégrés à la
machine classique proprement dite pour détecter la
condition a) ou b).

On va maintenant décrire, en se référant plus
particulièrement à la figure 11. le schéma d'agencement
pneumatique de ces moyens techniques.

Sur ce schéma, on trouve, en plus de la fuite
18 (voir figure 8), du capteur pneumatique 19 de
détection d'effort axial minimum "m" (figure 9), du
capteur 20 de détection de la course OD de la broche 2
(figure 10) , les éléments ci-après
- les arrivées de pression et les liaisons
pneumatiques ou conduits reliant les différents éléments
entre eux,
- un distributeur 22 d'alimentation de la fuite
18.

- un distributeur 23 concernant la mémoire de
la condition a) ou b) jusqu à ce que le manipulateur
vienne reprendre l unité pour la transmettre au système de commande,
- un distributeur de réarmement 24 à la mise en
route,
- et un dispositif de transmission. de la
pression pneumatique apparaissant éventuellement a
l orifice 25 du distributeur 23 et sur lequel on
reviendra en détail plus loin.

Afin d'avoir une compréhension aisée de la
lecture de la figure 11 dans la description qui va
suivre, on rappellera très succinctement que, suivant les
normes habituelles en la matière, chacun des capteurs et
des distributeurs tels que 19 et 20. d'une part, et 22,
23 d'autre part, est constitué d'autant de carrés qu'il y
a de positions distinctes possibles, en l'occurrence
deux : activation ou repos. étant à noter que l'appareil
pneumatique de distribution ou de réglage est toujours représenté en position de repos.Par ailleurs il faut noter que les arrivées et les départs aes conduits de fluide sont toujours représentés sur let carré de la position de repos et que, par conséquent, an obtient la position active en déplaçant virtuellement l'autre carre jusqu'à ce que les orifices aboutissent aux conduits correspondants. la flèche de cet autre carré indiquant alors le sens d'écoulement du fluide en position active.

Il est important de noter, par ailleurs, que sur le schéma de, chacun des capteurs et des distributeurs est indiqué, toujours suivant les normes habituelles, le type de commande qui le met en oeuvre.

C'est ainsi que l'on voit immédiatement a la simple vue de la figure 11 que : le capteur 19 de détection d'effort axial minimum "m" est d'un type à commande par poussoir avec retour par ressort ; le capteur 20 de détection de la course GO de la broche 2 est d'un type à commande par galet avec retour par ressort, et les distributeurs 22 et 23 sont, l'un et l'autre, d'un type à commande et à retour par pression pneumatique.

Compte tenu des explications qui précèdent, on va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif pneumatique intégré conforme à l'invention, en considérant successivement le cas ou il n'y a pas d'anomalie puis celui ou survient une anomalie, au cours du perçage
1 ) Sans anomalie : (aucune des conditions "a" ou "b" n'est réalisée).

Au moment initial
- la broche 2 est reculée en position zéro,
- le moteur 1 est arrêté (pas de pression),
- le capteur 19 est désactivé,
- le capteur 20 est activé (puisque la broche est dans la zone OD de sa course},
- les distributeurs 22 et 23 sont dans des positions quelconques,
e
- la fuite 18 n'est pas obturée (l'ensemble coulissant 1-2 est repousse en position éloignée du fourreau 10 sous l'action du ressort 15) (figure 8).
A la mise en route, la pression pneumatique est établie et le moteur 1 entraîne en rotation la broche 2 et l'outil 3, par l'intermédiaire du train d'engrenage 5, et provoque l'avance de la broche, par l'intermédiaire du train d'engrenage 6.

Le système de réarmement 24 (figure i 1 ì envoie une impulsion de pression qui a pour but de positionner le distributeur 23 en position active et le distributeur 22 en position inactive.

Le capteur 19 est activé des que l'effort axial dépasse le seuil minimum m
La pression disponible alors, par l'intermédiaire des capteurs 19 et 20, sur le distributeur 22 place ce dernier en position active et la fuite 18 se trouve alimentée.

La machine accomplit son cycle de perçage normalement et en fin de course de la broche 2
Lorsque la bague 7 vient en contact sur la butée fixe 8 (figures 1 et 8), l'ensemble coulissant 12 vient en appui sur le fourreau ~0, la face 13 arrive alors en contact avec la face 14, ce qui a pour effet d obturer la fuite 18.

La pression qui alimentait la fuite désactive alors le distributeur 23, ce qui a pour effet, grace au fonctionnement interne de l'unité, de faire reculer la broche 2 et de provoquer l'arrêt du moteur 1. Aucune pression n'est alors présente à l'orifice 25 à l'intention de la main de préhension du robot
2 } Avec anomalie
On voit immédiatement que si l'effort axial dépasse la valeur "M" du seuil maximum avant la venue en butée de la machine (condition "a") la fuite 18 ne se trouve pas obturée, le distributeur 23 reste activé et une pression reste présente à l'orifice 25, après l'arrêt de la machine.

De même, si l'effort axial reste inférieur à la valeur minimum "m" pendant au moins la course OD (condition "b"), le capteur 19 n'est pas activé d'où résulte que
- le distributeur 22 n'est pas activé non plus.

ainsi que la fuite 18 alors que le distributeur 23 reste activé, ce qui fait qu'une pression reste présente å l'orifice 25, après l'arrêt de la machine.

Il est à noter que
- Le fait qu'un effort apparaisse (capteur 19 activé) après la course OD (capteur 20 désactivé) ne changera rien à l'état du système.

- Le cumul des conditions "a" et "b" a le même effet.

En ce qui concerne le traitement de l'information, mise en mémoire de la façon que l'on vient de décrire ci-dessus, c' est-à-dire par la présence ou non d'une pression à l'orifice 25, il apparaît que lorsque le manipulateur saisit l'unité de perçage, la pression éventuellement présente à l'orifice 25 peut être captée, par tout moyen approprié ne faisant pas partie de la présente invention, par la main de 'préhension et transformée en signal électrique pouvant être analysé par le système de commande et permettant, alors de prendre des décisions adaptées pour le robot, comme par exemple
- mise en place de 1 unité pour réalisation d'un autre trou s'il n'y a pas eu d'anomalie,
- dépose de l'unité sur un ratelier s'il y a anomalie, et remplacement par une unité en réserve pour la suite des opérations.

On a vu ci-dessus que la ' pression éventuellement présente à l'orifice 25 qui est captée par la main de préhension est transformée en signal électrique a l'intention du système de commande.

Dans la forme de réalisation prise à titre d'exemple préférentiel, l'absence de pression à l'orifice 25 signifiait l'absence d'anomalie durant le perçage du trou considéré et vice versa.

On ne changerait évidemment rien à l'invention dans le fait que ce soit la présence de pression à l'orifice 25 qui signifie l'absence d'anomalie et vice versa.

Il suffit. pour ce faire, d'inverser le branchement du distributeur 23 par rapport au distributeur de réarmement 24 et à la fuite 18. comme cela est représenté sur la figure 12, le reste étant sans changement par rapport au schéma de la figure 11. Etant donné que les distributeurs 22 et 23 sont, l'un et 1 autre d'un type à commande et à retour par pression pneumatique, on obtiendra de toute évidence une indication inverse de celle de la forme de réalisation de la figure 1 1
Il est bien évident qu'en dehors de cette variante de réalisation dans laquelle l'absence d anomalie est mémorisée par la présence de pression à 1 orifice 25 et vice versa et sur laquelle on reviendra plus loin, on peut. sans sortir du cadre de la présente invention, apporter des variantes de réalisation dans certains des éléments constitutifs du dispositif de détection qui a été décrit précédemment.

C'est ainsi. en particulier, qu'au lieu d'utiliser pour déterminer la fin de course de la broche 2, l'obturation de la fuite 18 par l'action combinée du fourreau 10. de l'élément coulissant 12 et du ressort 15 (voir figures 1 et 8), on peut utiliser un capteur pneumatique de fin de course tel qu'il en existe dans le commerce.

En ce qui concerne la détection de la condition b-- suivant laquelle 1 effort axial reste inférieur à un seuil minimum "m" dans au moins une partie déterminée de la course OD de la broche 2, on a vu dans la description de la forme de réalisation préférentielle de l'invention que les moyens utilisés étaient constitués
1 ) du capteur pneumatique 19 (figures 1 et 9) détectant le recul de l'écrou 6A correspondant à un effort axial égal au seuil minimum "m" , lequel est réglable au moyen du ressort 26.

Suivant une variante de réalisation représentée sur la figure 13, le recul de l'écrou 6A provoque le déplacement d'une bague 27 provoquant, å son tour, l'obturation d'une fuite d'air 28
2 ) du capteur 20 (figures 1 et 10) qui est actionné par un fourreau 21 de forme approprié lui-même fixé sur la broche 2 à l'endroit correspondant à la partie OO de la course de ladite broche.

Suivant une variante de réalisation représentée sur la figure 14, c'est le fourreau 21 lui-même qui provoque l'obstruction d'une fuite 29.

Dans le cas d'utilisation de capteurs standard, le schéma d'agencement pneumatique des moyens techniques, tel que représente sur la figure 11 devient celui représenté sur la figure 15.

Sur ce dernier, on retrouve évidemment les détecteurs 19 et 20, les distributeurs 22 et 23, le dispositif de réarmement 24, ainsi que le dispositif de transmission de la pression pneumatiqu#e apparaissant éventuellement à l'orifice 25 et un détecteur de fin de course 18A de la broche 2 à la place du système à fuite 18. Ce détecteur 18A, qui détermine la condition non "a", est monté entre, d'une part, le distributeur 22, dans lequel est mémorisée la condition non "b" donnée par les détecteurs 19 et 20, et, d'autre part, le distributeur 23 dans lequel sont mémorisées les conditions non "b" et non "a".

Bien évidemment, comme dans le cas de la figure 12, il suffit dans le cas de la figure 15 d inverser le branchement du distributeur 23 par rapport au distributeur de réarmement 24 et un détecteur de fin de course 18A pour que l'absence d'anomalie soit déterminée par la présence de pression à l'orifice 25 et vice versa, ceci sans sortir du cadre de la présente invention.

On a décrit en se référant aux figures 1, 8, 9 et 10 une forme de réalisation préférentielle de l'invention en prenant comme exemple une unité de perçage pneumatique classique dans laquelle le système d'avance de la broche 2 est constitué d'un système méca,nique intégré.

Suivant-une variante de réalisation représentée sur la figure 16. cette unité de perçage pneumatique classique peut comporter un système d'avance de la broche 2 composé d'un vérin extérieur 30 å régulation hydraulique 31, le moteur 1 entraînant, comme dans la première forme de réalisation, la broche 2 en rotation.

L'examen de l'effort de coupe de l'outil 3 se résume dans ce cas à. il y a anomalie si
- l'effort axial devient supérieur au seuil maximum "M" avant la fin de course (condition "a"),
- l'effort axial reste inférieur au seuil minimum "m" pendant au moins la course OD de la broche 2 (condition "b").

Le problème est résolu dans ce cas en plaçant sur la tige du vérin 30, un capteur d'effort du seuil minimum m 32. un capteur d'effort du seuil maximum "M" 33. et un capteur de position de la course OD 34.

Pour ce faire, on peut utiliser soit des capteurs de fin de course classiques, soit des dispositifs spéciaux à fuite du genre de ceux que l'on a décrit précédemment en référence aux figures. 8, 13 et 14.

Le schéma général de montage pneumatique est alors celui que l'on a décrit en référence à la figure 15, en remplaçant simplement capteur de fin de course par capteur d'effort maximum "M".

On a vu précédemment dans la description des différents outils susceptibles d'être tïlisé;s, que l'emploi de 1' alésoir-fraisureur (voir notamment figures SA, 5B, 5C) posait des conditions specifiques, à savoir la condition "b" suivant laquelle l'effort axial reste inférieur à un seuil minimum "m" dans au moins une, partie déterminée de la course OD de la broche 2.

Il va de soi que si I' alésoir-fraisureur n'est pas utilisé dans la machine. la condition "b" devient l'effort axial reste inférieur à un seuil minimum "m" pendant toute la course de la broche 2 et que, par conséquent, le capteur 20 permettant de détecter la partie OD de la course de la broche 2 devient inutile.

Le schéma d'agencement pneumatique des moyens techniques se simplifie et devient tel que représente sur la figure 17 dans le cas ou l on utilise un système à fuite 18 le reste étant identique au schéma de la figure 11.

Dans le cas où l'on remplace le système à fuite 18 par un détecteur de fin de course standard 18A, le schéma d'agencement simplifié devient tel que représenté sur la figure 18, le reste étant identique au schéma de la figure 15.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1. Dans une unité de perçage pneumatique autonome d'un type comprenant : un moteur pneumatique *t? ) assurant la rotation de l'outil (9), une broche''('2) transmettant le mouvement de rotation et d'avance å l'outil coupant (3) fixe en bout, un boîtier d'engrenage (4) comportant un train de pignons (5) transmettant le mouvement de rotation du moteur à la broche, un système d avance a vitesse constante de la broche, et un système de fin de course déclenchant l'arrêt automatique de la machine lorsque l'effort axial dans la broche (2) dépasse un seuil maximum (M) mesuré par un boîtier (9), un dispositif pneumatique de détection de l'une ou l'autre des deux conditions "a" ou "b" d'incident de perçage.

intégré à l'unité de perçage précitée, caractérisé en ce que

1-) Le système de fin de course à bague (7) solidaire de la broche (2) et à butée fixe (8), est aménagé de façon que la butée fixe comporte une alimentation en air comprimé (17) muni d'un orifice de fuite (1 8) . lequel ne se trouve obturé que lorsque la bague (7) solidaire de la broche t2) vient au contact de la butée fixe (8) grâce à quoi peut être détectée la' première condition "a" d'incident de perçage suivant laquelle la machine n'atteint pas la butée de fin de course (8) par suite de la cassure de l'outil au cours du perçage du trou considéré

2 ) Le système d'avance à vitesse constante de la broche (2) est du type mécanique intégré (6 -2A - 6A) et comporte un capteur pneumatique (19) adapté pour détecter le recul de l'écrou (6A) entraînant la broche (2) correspondant à un effort axial égal au seuil minimum "m" tandis qu'un autre capteur pneumatique (20) est actionné par un fourreau (21) lui même fixé sur la broche (2) à l'endroit correspondant à la partie (OD) de la course de ladite broche, grâce à quoi peut être détectée la deuxième condition "b" d incident de- perçage suivant laquelle l'effort axial sur l'outil reste inférieur à un seuil minimum "m" dans au moins une partie déterminée (OD) de la course de la broche par suite de la cassure de l'outil lors du perçage d'un trou précédant celui en cours et que cela n'a pas été détecté ou en l'absente initiale d'outil

3 ) est aménagé un agencement pneumatique comprenant, en plus de la fuite d'air (18 , d. capteur pneumatique (19) de détection d'effort axial minimum "m", du capteur pneumatique (20) de détection de la partie (OD) de la course de la broche (2) : les arrivées de pression et les conduits pneumatiques ; un distributeur (22) d'alimentation de la fuite (18) ; un distributeur (23) concernant la mémoire de la condition "a" ou "b" jusqu'à ce que le manipulateur vienne reprendre l'unité pour la transmettre au système de commande ; un distributeur de réarmement (24) à la mise en route de l'unité, et un dispositif de transmission de la pression pneumatique apparaissant à l'orifice (25) du distributeur (23) concernant la mémoire, entre l'unité et la main de préhension. grâce à quoi lorsque le manipulateur saisit l'unité de perçage, la pression éventuellement présente à l'orifice (25) est captée par la main de préhension et transformée en signal électrique qui est analysé par le système de commande permettant de prendre des décisions adaptées prédéterminées.

2. Dispositif selon la retendication 1, caractérisé en ce que le distributeur (22) d'alimentation de la fuite (18) et le distributeur (23) concernant la mémoire de la condition "a" ou "b" sont à commande par pression pneumatique et agencés par rapport au distributeur de réarmement (24) de façon que i' im' pulsion de pression positionne le distributeur (23) en position active et le distributeur (22) en position inactive tandis que le capteur (19) de détection d'effort minimum "m" et le capteur (20) de détection de la partie GO de la course de la broche (2) sont à commande par poussoir ou galet et retour par ressort de façon que, dès que le détecteur (19) se trouve activé, lorsque l'effort atteint la valeur "m", la pression se trouve transmise, via le détecteur (20) au distributeur (22) qui est alors activé.

grâce à quoi

- si la pression axiale dépasse la valeur maximum M avant que la machine vienne en butée de fin de course (condition "a") la fuite (18) ne se trouve pas obturée, le distributeur (23) reste activé et une pression reste présente à l'orifice (25) après l'arrêt automatique de la machine

- si l'effort axial reste inférieur à la valeur minimum "m" pendant au moins la course GO (condition b") le capteur (19) n'est pas activé d'où résulte que le distributeur (22) n'est pas activé ainsi que la fuite (18) alors que le distributeur (23) reste activé, ce qui fait qu'une pression reste présente à l'orifice (25).

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que, suivant une variante, l'absence d anomalie est mémorisée cette fois par la présence de pression à l'orifice 25, ceci étant obtenu par un inversement du branchement du distributeur (23) par rapport au distributeur de réarmement (24) et à la fuite (18).

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la fin de course de la broche (2) est déterminée, suivant une variante, non plus par l'obturation de la fuite (18) mais au moyen d'un capteur pneumatique de fin de course (18A) qui est aménagé entre le distributeur (22) faisant office alors d'alimentation du capteur de fin de course (18A) et le distributeur (23) concernant la mémoire de la condition "a" ou "b", ces distributeurs (22) et (23) étant reliés entre eux par leur autre extrémité ainsi qu'au distributeur de réarmement (24).

S. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, suivant une variante, le recul de 1 écrou (SA) correspondant à un effort axial égal au seuil minimum "m" provoque le déplacement d'une bague (27) provoquant, à son tour, l'obturation d'une fuite d'air (28).

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, suivant une variante le capteur (20) qui détecte la partie (OD) de la course de la broche (2) n'est plus actionné par un fourreau (21) fixé sur la broche (2) mais c'est le fourreau (21) lui-même qui provoque l'obstruction d'une fuite (29).

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, dans le cas où la machine n'utilise pas parmi ses outils de perçage d' alésoir-fraisureur, la condition "b" se simplifie en ce que l'effort axial doit rester inférieur à un seuil minimum "m" pendant toute la course de la broche (2) et non plus seulement la partie OD de celle-ci et qu'il en résulte dans ce cas que le détecteur (20) devient inutile et peut être supprimé.

8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, suivant une variante de réalisation, le système d'avance constante des la broche (2) est du type à vérin extérieur (30) à régulation hydraulique (31), sur lequel vérin (30) sont agences, un capteur pneumatique (32) d'effort axial égal au seuil minimum "m" ; un capteur pneumatique (33) d'effort axial maximum "M" et un capteur pneumatique (34) de position de la broche (2), correspondant à la partie (GO) de la course de ladite broche, grâce à quoi l'examen de l'effort de coupe de l'outil (3) se résume dans ce cas, il y a anomalie, si :

- l'effort axial devient supérieur au seuil maximum "M" avant la fin de course (condition "a"),

- l'effort axial reste inférieur au seuil minimum "m" pendant la course (OD) de la broche (2) (condition "b").