FR2739887A1

FR2739887A1 - MACHINE FOR PRECISION POSITIONING OF A TOOL ON A WALL

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Publication number: FR2739887A1
Application number: FR9512047A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-10-13
Filing date: 1995-10-13
Publication date: 1997-04-18
Anticipated expiration: 2015-10-13
Also published as: FR2739887B1; WO1997013938A1

Abstract

A device for treating an operating area on a wall, comprising a working head (1), at least two cable holders (2) extending in front of the operating area, and, for each cable, an actuator (3) for setting the length of the supporting cable (2) obliquely linking the working head (1) to the cable holder. Actuating the actuators to set the length of the supporting cables enables the working head to be moved about in front of the operating area.

Description

De nombreux moyens ont été développés pour intervenir sur des parois de grande surface telles que façades de bâtiments et ouvrages d'art. Nous citerons entre autres l'installation d'échafaudages qui permet au personnel d'accéder à tous les niveaux pour effectuer les interventions d'inspection, de nettoyage, de réparation, de modification, ou de finition. Une autre solution consiste à installer en toiture une bigue supportant une passerelle suspendue par deux câbles, un système de treuils manuels ou électriques permet alors à l'opérateur de se déplacer verticalement. Une variante consiste à suspendre une telle passerelle aux bras en porte-à-faux d'un portique se déplaçant sur des rails, ce qui lui permet de balayer toute la façade. Many means have been developed to intervene on large area walls such as building facades and structures. We will cite, among other things, the installation of scaffolding which allows personnel to access all levels to carry out inspection, cleaning, repair, modification or finishing interventions. Another solution consists in installing a sloping roof supporting a gangway suspended by two cables, a system of manual or electric winches then allows the operator to move vertically. A variant consists in suspending such a gangway from the cantilever arms of a gantry moving on rails, which allows it to sweep the entire facade.

Ces moyens travaillent en coordonnées rectangulaires. Pour fournir un service comparable, d'autres travaillent en coordonnées polaires à citer entre autres les grues équipées d'une nacelle installée sur un bras télescopique articulé. These means work in rectangular coordinates. To provide a comparable service, others work in polar coordinates, to name among others the cranes equipped with a gondola installed on an articulated telescopic arm.

Dans une variante de la passerelle suspendue à une bigue par deux câbles, lesdits câbles sont reliés de maniére oblique à deux points fixes situés au sommet de la façade. Il est alors possible de déplacer la passerelle verticalement et horizontalement sur la quasi totalité de la surface en jouant sur la longueur desdits câbles. Dans ce dernier cas, on opère en coordonnées que l'on pourrait qualifier de bipolaires. In a variant of the gangway suspended from a longue by two cables, said cables are connected obliquely to two fixed points located at the top of the facade. It is then possible to move the gangway vertically and horizontally over almost the entire surface by varying the length of said cables. In the latter case, we operate in coordinates that we could qualify as bipolar.

Ces dispositifs présentent la caractéristique commune d'embarquer un ou plusieurs opérateurs dont le but sera d'effectuer des tâches spécifiques requérant le plus souvent un positionnement précis. On peut alors considérer que les moyens techniques mis en oeuvre permettent une approche approximative dans la zone de travail, I'opérateur étant alors nécessaire pour exécuter avec précision la tâche. These devices have the common characteristic of having one or more operators on board, the purpose of which will be to perform specific tasks, most often requiring precise positioning. It can then be considered that the technical means used allow an approximate approach in the work area, the operator then being necessary to execute the task with precision.

Tous ces moyens peuvent être équipés de dispositifs robotisés pour effectuer de manière automatique lesdites tâches spécifiques telles que nettoyage, scellements ou application de revêtements tels que des peintures, ou encore toutes tâches d'inspection, etc. All these means can be equipped with robotic devices to automatically perform said specific tasks such as cleaning, sealing or applying coatings such as paints, or any inspection tasks, etc.

Dans ce cas on évitera d'embarquer du personnel car les contraintes techniques engendrées par tous les systèmes de sécurité que les réglementations du travail rendent obligatoires, augmenteraient de manière considérable les masses embarquées et ceci au détriment de la précision recherchée pour la tâche à accomplir. In this case, we will avoid taking on staff because the technical constraints generated by all the safety systems that labor regulations make mandatory, would considerably increase the on-board masses, to the detriment of the precision sought for the task to be accomplished.

La présente invention s'inscrit dans ce cadre et permettra de positionner avec précision une tête de travail sur les parois considérées, en vue d'effectuer des interventions répétitives ou continues avec une grande simplicité d'installation et avantageusement de manière automatique. Dans ce dernier cas, pour les travaux fins, I'invention se propose d'appliquer les principes classiques en robotique embarquée, qui visent à minimiser les inerties donc la masse des équipements mis en oeuvre. The present invention falls within this framework and will make it possible to precisely position a working head on the walls considered, with a view to performing repetitive or continuous interventions with great simplicity of installation and advantageously automatically. In the latter case, for fine work, the invention proposes to apply the conventional principles in on-board robotics, which aim to minimize the inertias and therefore the mass of the equipment used.

La machine selon l'invention sera essentiellement constituée d'une tête de travail reliée obliquement par des câbles à deux points d'ancrage situés en porte-à-faux à deux extrémités de la zone d'intervention et opérera en coordonnées bipolaires. Les déplacements de la tête seront obtenus en modifiant les longueurs des brins selon une loi donnée, au moyen de deux actionneurs indépendants constitués soit de treuils à tambours rotatifs, soit d'actionneurs linéaires pas à pas tels que palans à levier, ces brins seront par la suite qualifiés de "dimensionnants" Dans la version la plus simple, ils assurent alors la fonction de câbles porteurs. The machine according to the invention will essentially consist of a working head connected obliquely by cables with two anchoring points located in overhang at two ends of the intervention area and will operate in bipolar coordinates. The displacements of the head will be obtained by modifying the lengths of the strands according to a given law, by means of two independent actuators constituted either by winches with rotary drums, or by linear actuators step by step such as lever hoists, these strands will be by the suite described as "dimensioning" In the simplest version, they then perform the function of carrying cables.

Le déplacement de la tête, pour lui permettre de suivre toute trajectoire déterminée d'avance, est donc normalement obtenu par fonctionnement simultané des deux actionneurs. The movement of the head, to enable it to follow any predetermined trajectory, is therefore normally obtained by simultaneous operation of the two actuators.

Il serait possible à un opérateur d'effectuer cette manoeuvre manuellement et même à distance mais il faudra être suffisamment maître de la trajectoire et de la vitesse de déplacement de la tête, c'est pourquoi on utilisera avantageusement un système d'asservissement de type numérique ou analogique, pour piloter la position de manière automatique.It would be possible for an operator to carry out this maneuver manually and even remotely but it will be necessary to be sufficiently master of the trajectory and the speed of movement of the head, this is why one will advantageously use a servo system of digital type or analog, to control the position automatically.

La tête pourra être équipée d'outils différents selon les tâches à réaliser, en particulier d'un appareil de scellement, d'application ou de projection, relié par un faisceau à une source d'alimentation en produits. Parmi les applications on trouvera l'inspection de l'état d'un ouvrage, le nettoyage des parois avec projection d'eau additionnée ou non de granulats agissant comme abrasif, de produits chimiques, I'application de produits pâteux permettant d'uniformiser les surfaces ainsi que l'application de peinture. The head can be equipped with different tools depending on the tasks to be performed, in particular a sealing, application or projection device, connected by a beam to a product supply source. Among the applications we will find the inspection of the condition of a structure, the cleaning of the walls with the projection of water with or without the addition of aggregates acting as abrasive, of chemicals, the application of pasty products making it possible to standardize the surfaces as well as the application of paint.

Pour assurer une grande précision dans le positionnement des outils, buses de peinture, perceuses munies de forêts, cameras vidéo, outils de nettoyage de surfaces vitrées ou autres dispositifs, le porte-outils et le réseau de câbles possèdent en permanence un point de référence commun dont le programme définit la trajectoire. Pour cela, tous sont articulés sur un même axe de référence et ceci de manière que les deux câbles "dimensionnants" soient pratiquement situés dans un même plan, le point de concours de leurs tracés étant placé sur cet axe. A cet effet, le porte-outils possède avantageusement un arbre porteur auquel chacun des câbles sera relié par l'intermédiaire d'un moyeu indépendant dont l'axe coïncide avec celui de l'arbre porteur.Ainsi, lors des mouvements de la tête sur la paroi, les angles des deux câbles varieront, mais le point de référence des tracés des câbles coïncidera toujours avec l'axe du porte-outils. Sous l'action de la pesanteur, L'arbre se placera sensiblement de manière perpendiculaire au plan formé par les câbles "dimensionnants" et donc à la paroi, si la tête, équipée de ses outils, est correctement équilibrée par rapport au point de référence. To ensure high precision in the positioning of tools, paint nozzles, drills with forests, video cameras, tools for cleaning glass surfaces or other devices, the tool holder and the cable network have a common reference point at all times whose program defines the trajectory. For this, all are articulated on the same reference axis and this so that the two "dimensioning" cables are practically located in the same plane, the point of intersection of their paths being placed on this axis. For this purpose, the tool holder advantageously has a carrier shaft to which each of the cables will be connected by means of an independent hub whose axis coincides with that of the carrier shaft. Thus, during movements of the head on the wall, the angles of the two cables will vary, but the reference point of the cable routes will always coincide with the axis of the tool holder. Under the action of gravity, The shaft will be placed substantially perpendicular to the plane formed by the "dimensioning" cables and therefore to the wall, if the head, equipped with its tools, is correctly balanced relative to the reference point .

Dans cette configuration, le porte-outils est libre en rotation par rapport à chacun des câbles "dimensionnants" Dans une variante, il pourrait toutefois être rendu solidaire de l'un d'entre eux. Dans le cas d'un outil unique on pourra installer celui-ci dans l'axe de l'arbre, assurant ainsi un positionnement précis dudit outil sur la paroi. In this configuration, the tool holder is free to rotate relative to each of the "dimensioning" cables. In a variant, it could however be made integral with one of them. In the case of a single tool, it may be installed in the axis of the shaft, thus ensuring precise positioning of said tool on the wall.

Pour améliorer la stabilité et donc la précision, par exemple dans les positions de la tête où l'un des câbles est proche de la verticale, on pourra être conduit à exercer sur cette tête une force externe d'équilibrage, par l'intermédiaire d'un ou de plusieurs câbles auxiliaires dont les effets viendront se conjuguer au poids propre de ladite tête. To improve the stability and therefore the precision, for example in the positions of the head where one of the cables is close to the vertical, it may be necessary to exert on this head an external balancing force, by means of d 'one or more auxiliary cables whose effects will be combined with the dead weight of said head.

Dans cette variante deux des câbles de liaison de la tête aux points d'ancrage, lesquels ne sont pas nécessairement porteurs, restent "dimensionnants", c' est-à-dire ont des longueurs commandées qui définissent de manière univoque la position de la tête sous l'effet de la pesanteur et des autres forces exercées, quoique de longueur également variable, les autres câbles, dits câbles auxiliaires, s'ils existent, ont un rôle de mise en tension et de stabilisation sous un effort donné. In this variant two of the cables connecting the head to the anchoring points, which are not necessarily load-bearing, remain "dimensioning", that is to say have controlled lengths which unequivocally define the position of the head under the effect of gravity and other forces exerted, although of equally variable length, the other cables, called auxiliary cables, if they exist, have a role of tensioning and stabilization under a given force.

D'une manière générale, dans les différentes variantes de la présente invention, la zone dans laquelle la tête peut évoluer est intérieure au polygone défini par les points d'ancrage des câbles "dimensionnants" et des câbles auxiliaires. In general, in the different variants of the present invention, the area in which the head can move is inside the polygon defined by the anchoring points of the "dimensioning" cables and of the auxiliary cables.

Un câble tendu soumis à l'action de la pesanteur adopte la configuration d'une chaînette, courbe mathématique fonction de la masse unitaire du câble, de sa longueur et de la tension exercée sur lui. Plus l'effort qui agit simultanément sur les deux câbles "dimensionnants" est important par rapport au poids desdits câbles, plus la configuration de chaque chaînette se rapproche d'une droite, augmentant ainsi la précision du positionnement. Il faudra cependant veiller à ne pas exagérer la tension et rester dans des limites acceptables pour éviter la rupture du câble. On utilisera ainsi de préférence des câbles à très haute limite élastique et à module d'élasticité élevé. A tensioned cable subjected to the action of gravity adopts the configuration of a chain, a mathematical curve depending on the unit mass of the cable, its length and the tension exerted on it. The greater the force which acts simultaneously on the two "dimensioning" cables relative to the weight of said cables, the more the configuration of each chain approaches a straight line, thereby increasing the positioning accuracy. However, care must be taken not to exaggerate the tension and stay within acceptable limits to avoid breaking the cable. Use is therefore preferably made of cables with a very high elastic limit and a high elastic modulus.

En règle générale, il conviendra que la tête soit pourvue d'un chariot associé à des organes aptes à la plaquer sur la paroi afin de permettre de travailler à distance constante de cette dernière. Pour ce faire, ledit chariot sera solidaire d'un moyeu qui pourra être celui de l'un des câbles "dimensionnants" ou même de l'arbre porteur. Il sera muni d'un système d'action à hélice, ou encore à caisson en dépression, et maintenu à une distance donnée par le biais d'un système de réaction à patins, à roulettes ou autres. Pour opérer sur des parois en acier, il sera possible de réaliser le placage par des moyens magnétiques ou électromagnétiques. La zone de travail devra dans de nombreux cas, projection de peinture par exemple, se situer en dehors de l'emprise dudit chariot. As a general rule, the head should be provided with a carriage associated with members capable of pressing it against the wall in order to allow working at constant distance from the latter. To do this, said carriage will be secured to a hub which may be that of one of the "dimensioning" cables or even of the carrier shaft. It will be equipped with a propeller action system, or even with a depression chamber, and maintained at a given distance by means of a reaction system with skates, casters or others. To operate on steel walls, it will be possible to carry out plating by magnetic or electromagnetic means. The work area will in many cases, projection of paint for example, be located outside the grip of said cart.

Dans le cas où l'on devra faire évoluer une tête munie de plusieurs outils agissant simultanément, on pourrait laisser le porte-outils libre de tourner sur son axe et l'orienter simplement par rapport à la verticale grâce à la pesanteur, mais lors des mouvements, ledit porte-outils pourrait s'incliner ou se balancer, empêchant ainsi de positionner avec précision chacun des outils. Pour obtenir une grande précision, on ajustera alors avantageusement l'orientation de ce porte-outils par rapport à l'un des câbles "dimensionnants" au moyen d'un actionneur. Dans une variante, on pourra équiper le porte-outils d'un système gyroscopique à correction automatique dont la fonction sera de maintenir le porte-outils dans une direction déterminée, par rapport la verticale par exemple. In the event that a head fitted with several tools acting simultaneously has to be changed, the tool holder could be left free to rotate on its axis and be simply oriented relative to the vertical by gravity, but during movements, said tool holder could tilt or swing, thus preventing precise positioning of each of the tools. To obtain high accuracy, the orientation of this tool holder will then advantageously be adjusted relative to one of the "dimensioning" cables by means of an actuator. Alternatively, the tool holder may be fitted with a gyroscopic system with automatic correction, the function of which will be to maintain the tool holder in a determined direction, with respect to the vertical for example.

L'orientation du porte-outils étant ainsi assurée et dans le cas où l'on devra faire évoluer les outils avec une très grande finesse, ceux-ci seront montés sur le porte-outils par l'intermédiaire d'un dispositif tel qu'une table traçante ou même un robot multi-axes. Ainsi la tête sera positionnée globalement sur la paroi par les câbles "dimensionnants" et de préférence verrouillée sur ladite paroi dans cette position, par des ventouses par exemple, pendant que le dispositif en question effectuera le mouvement fin avec précision sur une zone limitée. A la fin de la séquence opératoire, les ventouses seront relâchées et la tête sera de nouveau mise en mouvement par action sur les câbles "dimensionnants" pour atteindre une nouvelle zone d'intervention. The orientation of the tool holder being thus ensured and in the case where the tools have to be changed with great finesse, these will be mounted on the tool holder by means of a device such as a plotter or even a multi-axis robot. Thus the head will be positioned overall on the wall by the "dimensioning" cables and preferably locked on said wall in this position, by suction cups for example, while the device in question will perform the fine movement with precision over a limited area. At the end of the operating sequence, the suction cups will be released and the head will once again be set in motion by action on the "dimensioning" cables to reach a new intervention area.

Dans le cas, par exemple, d'une tête de peinture ou d'un nettoyage à l'eau avec ou sans abrasif, I'approvisionnement en produits et en énergie électrique, pneumatique ou hydraulique sera en général réalisé par l'intermédiaire d'un faisceau reliant la tête à une centrale située au sol. Ce faisceau pourra aussi comporter les moyens de transmission des signaux de surveillance et de pilotage des outils. Bien entendu son poids viendra s'ajouter au poids de la tête dont il peut cependant perturber les mouvements. In the case, for example, of a paint head or of cleaning with water with or without abrasive, the supply of products and of electrical, pneumatic or hydraulic energy will generally be achieved by means of a beam connecting the head to a central unit located on the ground. This beam could also include the means for transmitting the monitoring and piloting signals of the tools. Of course its weight will be added to the weight of the head which it can however disturb the movements.

Dans une variante de la machine, on supprime le faisceau reliant la tête à la centrale située au sol, en disposant à proximité de l'outil toutes les ressources nécessaires à son fonctionnement, c'est-à-dire la réserve en produit, les sources d'énergie et éventuellement les moyens de mesure et de transmission de données vers l'opérateur au sol. In a variant of the machine, the beam connecting the head to the central unit on the ground is eliminated, by placing near the tool all the resources necessary for its operation, that is to say the reserve of product, the energy sources and possibly the means of measurement and data transmission to the operator on the ground.

Dans ce cas on pourra disposer, I'un au dessous de l'autre, deux systèmes jumeaux possédant chacun ses câbles dimensionnants et ses actionneurs propres. On disposera la nacelle portant les produits et autres équipements à proximité de la tête, en général en dessous à une distance susceptible de varier par exemple de 0,5 à 2 mètres. In this case it will be possible, one below the other, to have two twin systems each having its own dimensioning cables and its own actuators. The basket carrying the products and other equipment will be placed close to the head, generally below at a distance which may vary for example from 0.5 to 2 meters.

Le premier système déplacera la tête dont l'axe sera positionné avec une bonne précision, le deuxième déplacera une nacelle lourde supportant les charges annexes, stocks de produits et équipements, qui accompagne la tête avec moins de contraintes quant à la précision. Les points d'ancrage des actionneurs de la nacelle lourde seront situés en général dans la même zone que ceux de la tête, voire sur le même axe, mais ils pourraient pour des raisons pratiques être localisés ailleurs. The first system will move the head, the axis of which will be positioned with good precision, the second will move a heavy nacelle supporting ancillary loads, stocks of products and equipment, which accompanies the head with less constraints as to precision. The anchor points of the actuators of the heavy nacelle will generally be located in the same zone as those of the head, or even on the same axis, but they could for practical reasons be located elsewhere.

Deux programmes similaires permettront de déplacer la tête et la nacelle de manière synchrone. Un faisceau de longueur limitée permettra de transférer produits, énergie et informations vers la tête. Ce faisceau pourra de plus, si nécessaire, jouer vis à vis d'elle le rôle de câble auxiliaire. Two similar programs will move the head and the nacelle synchronously. A beam of limited length will transfer products, energy and information to the head. This bundle can also, if necessary, play the role of an auxiliary cable with respect to it.

Dans une variante, la nacelle lourde sera supportée par deux câbles "dimensionnants" et éventuellement des câbles auxiliaires, mais sera reliée à la tête par un dispositif permettant de déterminer sa position relative par rapport à cette dernière, tandis qu'un asservissement électronique permettra de commander ses actionneurs pour qu'elle suive la tête en la ramenant toujours dans une plage donnée. La tête jouera ainsi le rôle de maître, la nacelle lourde, qui supporte l'essentiel des charges, jouant celui d'esclave. In a variant, the heavy nacelle will be supported by two "dimensioning" cables and possibly auxiliary cables, but will be connected to the head by a device making it possible to determine its relative position relative to the latter, while an electronic servo-control will allow control its actuators so that it follows the head, always bringing it back within a given range. The head will thus play the role of master, the heavy nacelle, which supports most of the loads, playing that of slave.

Dans ces dernières variantes, dans le cas de peintures de façades, il sera intéressant d'éviter le contact entre la tête et la façade, tout en gardant constante la distance entre celles-ci. On utilisera alors avantageusement une nacelle lourde équipée d'un chariot apte à la maintenir à distance constante de la paroi, tandis qu'un bras formé d'une règle porteuse d'un coulisseau solidaire de l'arbre porteur de l'outil sera articulé fou sur la nacelle parallèlement à chacun des deux axes de référence des systèmes jumeaux, donc perpendiculairement au plan formé par les câbles "dimensionnants" , ainsi le bras muni de sa règle se déplacera parallèlement audit plan, donc sensiblement dans un plan parallèle à la paroi.Lors de ses déplacements relatifs par rapport à la nacelle lourde, la tête, solidaire du coulisseau, sera alors à distance constante de la paroi, sans aucun contact direct avec celleci. Le même résultat pourrait être obtenu avec un bras à trois articulations, ces dernières étant toutes parallèles aux axes porteurs de la tête et de la nacelle lourde. In these latter variants, in the case of facade paints, it will be interesting to avoid contact between the head and the facade, while keeping the distance between them constant. We will then advantageously use a heavy nacelle equipped with a carriage capable of keeping it at a constant distance from the wall, while an arm formed by a carrying rule of a slide secured to the carrying shaft of the tool will be articulated crazy on the nacelle parallel to each of the two reference axes of the twin systems, therefore perpendicular to the plane formed by the "dimensioning" cables, so the arm fitted with its ruler will move parallel to said plane, therefore substantially in a plane parallel to the wall During its relative movements relative to the heavy nacelle, the head, secured to the slide, will then be at constant distance from the wall, without any direct contact with it. The same result could be obtained with an arm with three articulations, the latter all being parallel to the carrying axes of the head and of the heavy nacelle.

Il est à noter qu'un tel bras peut servir d'organe de repérage des positions respectives de la tête et de la nacelle. It should be noted that such an arm can serve as a locating member for the respective positions of the head and of the nacelle.

Dans le cas de surfaces irrégulières ou courbes, la distance de la tête à la paroi ne sera généralement pas rigoureusement constante. Pour corriger au besoin cette variation il serait possible d'intégrer au porte-outils un actionneur permettant d'ajuster la position de l'outil en temps réel, à partir d'une mesure réalisée par des capteurs sans contact, de type acoustique ou optique par exemple. In the case of irregular or curved surfaces, the distance from the head to the wall will generally not be strictly constant. To correct this variation if necessary, it would be possible to integrate an actuator into the tool holder to adjust the position of the tool in real time, based on a measurement carried out by non-contact sensors, of acoustic or optical type. for example.

D'autres caractéristiques apparaîtront à la description donnée ci-dessous de différentes configurations, en liaison avec les dessins qui montrent de façon schématique:
figures 1 : une vue générale, vue de face d'un dispositif à deux câbles
"dimensionnants" supportant une tête, les actionneurs étant situés aux points
d'ancrage, permettent de déplacer ladite tête sur toute la surface d'une paroi.Other characteristics will appear from the description given below of different configurations, in conjunction with the drawings which show schematically:
Figures 1: a general view, front view of a device with two cables
"dimensioners" supporting a head, the actuators being located at the points
anchor, allow to move said head over the entire surface of a wall.

figures 2 : une coupe en vue de dessus du dispositif de la figure 1. Figures 2: a sectional view from above of the device of Figure 1.

figure 3 : une vue d'un dispositif dans lequel des câbles auxiliaires assurent la
tension de stabilisation.Figure 3: a view of a device in which auxiliary cables provide the
stabilization voltage.

figure 4 : une vue montrant la tête du même dispositif équipée de moyens de
placage sur la paroi.Figure 4: a view showing the head of the same device equipped with means of
plating on the wall.

figure 5 : une vue montrant un porte-outils équipé d'une série d'outils et
maintenu en position verticale par un actionneur prenant pour référence un des
câbles "dimensionnants"
figure 6 : une coupe, vue de dessus d'un dispositif semblable, le porte-outils
étant en position horizontale.Figure 5: a view showing a tool holder equipped with a series of tools and
maintained in vertical position by an actuator taking for reference one of the
"dimensioning" cables
Figure 6: a section, top view of a similar device, the tool holder
being in a horizontal position.

figure 7 : une vue d'un porte-outils équipé d'un robot multi-axes, un système
de verrouillage solidaire du chariot maintient le porte-outils fixe par rapport à
la paroi pendant le mouvement du robot.Figure 7: a view of a tool holder equipped with a multi-axis robot, a system
integral with the carriage keeps the tool holder fixed relative to
the wall during the robot's movement.

figure 8 : une vue de face d'un ensemble double comprenant une tête et une
nacelle lourde, chacune ayant ses propres câbles "dimensionnants" et ses
propres actionneurs. La synchronisation de la nacelle lourde par rapport à la
tête étant réalisée par un système électronique utilisant la mesure de la distance
L et de l'angle 0.Figure 8: a front view of a double assembly comprising a head and a
heavy gondola, each with its own "dimensioning" cables and its
own actuators. The synchronization of the heavy basket relative to the
head being produced by an electronic system using distance measurement
L and angle 0.

figure 9 : une vue de face montrant la tête solidaire d'un coulisseau, maintenue
à distance constante de la paroi par un bras articulé sur la nacelle lourde située
en dessous d'elle.Figure 9: a front view showing the head secured to a slide, maintained
at constant distance from the wall by an arm articulated on the heavy nacelle located
below it.

figure 10 : une vue de face simplifiée du dispositif de la figure 9. FIG. 10: a simplified front view of the device of FIG. 9.

figure 1 1 : une vue de face d'un système similaire montrant un bras à trois
articulations. figure 1 1: a front view of a similar system showing an arm with three
joints.

Pour la clarté des dessin, le faisceau reliant la tête à la nacelle lourde n'a été représenté que sur la figure 4 bien qu'il soit nécessaire au bon fonctionnement de l'ensemble, dans la majorité des applications. For clarity of the drawings, the beam connecting the head to the heavy nacelle has only been shown in FIG. 4 although it is necessary for the proper functioning of the assembly, in the majority of applications.

Les figures 1 et 2 montrent une tête 1 suspendue par deux câbles "dimensionnants" 2a, 2b à deux actionneurs 3a, 3b équipés de tambours et placés directement sur les points d'ancrage 4a, 4b. Chacun des deux câbles 2a, 2b est relié respectivement à un moyeu 5a, 5b en un point d'attache 6a, 6b situé sur un bras 7a, 7b. Figures 1 and 2 show a head 1 suspended by two "dimensioning" cables 2a, 2b to two actuators 3a, 3b equipped with drums and placed directly on the anchoring points 4a, 4b. Each of the two cables 2a, 2b is connected respectively to a hub 5a, 5b at an attachment point 6a, 6b located on an arm 7a, 7b.

La tête 1 porte un arbre 8. Les moyeux 5a, 5b recevant les câbles "dimensionnants" ont leur axe XX commun, lequel coïncide avec l'axe de l'arbre 8 solidaire du porte-outils 9. The head 1 carries a shaft 8. The hubs 5a, 5b receiving the "dimensioning" cables have their common axis XX, which coincides with the axis of the shaft 8 secured to the tool holder 9.

Un outil 10 est monté sur ledit porte-outils. La figure 2 montre le déport du point d'attache 6b de l'un des moyeux, 5b, pour que lesdits câbles restent dans un même plan et que leur direction soit concourantes au point 0 situé sur ledit axe XX.A tool 10 is mounted on said tool holder. Figure 2 shows the offset of the attachment point 6b of one of the hubs, 5b, so that said cables remain in the same plane and that their direction is concurrent at point 0 located on said axis XX.

La figure 3 montre un dispositif semblable auquel il a été rajouté des câbles auxiliaires
11 permettant de stabiliser la tête en exerçant des forces d'équilibrage, ces forces peuvent être exercées par le biais soit d'actionneurs à tension contrôlée 12c, soit de contrepoids 12d, soit de ressorts 12e, illustrés de façon schématique sur trois câbles distincts. Pour que le positionnement du porte-outils soit optimal, on fixera de préférence les câbles auxiliaires à des moyeux supplémentaires, par exemple le câble lic au moyeu 5c. Dans certaines configurations on pourra être amené à grouper les points d'attache de plusieurs câbles auxiliaires, par exemple i id et île sur un moyeu commun 5d. Une tension dirrigée vers le haut pourrait aussi être assurée par un ballon captif à gaz léger.Figure 3 shows a similar device to which auxiliary cables have been added
11 making it possible to stabilize the head by exerting balancing forces, these forces can be exerted by means of actuators with controlled tension 12c, or of counterweight 12d, or of springs 12e, illustrated diagrammatically on three separate cables. For optimal positioning of the tool holder, the auxiliary cables should preferably be fixed to additional hubs, for example the cable lic to the hub 5c. In certain configurations, it may be necessary to group the attachment points of several auxiliary cables, for example i id and island on a common hub 5d. An upwardly directed voltage could also be ensured by a light gas tethered balloon.

La figure 4 montre un dispositif auquel il a été rajouté un chariot 13 solidaire de l'arbre 8 du porte-outils 9, équipé de roulettes 14 et maintenant la tête à distance constante de la paroi F. Un propulseur à hélice 15, solidaire du moyeu 5b, plaque l'ensemble sur ladite paroi. Un outil 10 est installé à l'axe du porte-outils, L'ensemble des équipements étant alimenté par un faisceau 16 relié à une source située en général au sol. FIG. 4 shows a device to which a carriage 13 secured to the shaft 8 of the tool holder 9 has been added, fitted with rollers 14 and maintaining the head at constant distance from the wall F. A propeller propeller 15 secured to the hub 5b, plate the assembly on said wall. A tool 10 is installed at the axis of the tool holder, all of the equipment being supplied by a beam 16 connected to a source generally located on the ground.

Les figures 5 et 6 montrent, en vue de face et en vue de dessus en coupe, un dispositif équipé d'une série d'outils 17a, 17b, 17c et 17d, dont le support 18 est fixé sur l'arbre 8 du porte-outils, libre en rotation. Un actionneur 19 articulé sur un gousset 20 solidaire du bras 7a donc du moyeu 5a relatif au câble "dimensionnant" 2a, et sur un gousset 21 solidaire du support 18, permet d'ajuster l'angle cp de manière que le support 18 reste parallèle à une direction donnée, laquelle est la verticale sur la figure 5 et l'horizontale sur la figure 6. Figures 5 and 6 show, in front view and in top view in section, a device equipped with a series of tools 17a, 17b, 17c and 17d, the support 18 of which is fixed on the shaft 8 of the door -tools, free to rotate. An actuator 19 articulated on a gusset 20 secured to the arm 7a therefore of the hub 5a relating to the "dimensioning" cable 2a, and on a gusset 21 secured to the support 18, makes it possible to adjust the angle cp so that the support 18 remains parallel to a given direction, which is the vertical in Figure 5 and the horizontal in Figure 6.

La figure 7 montre un dispositif auquel a été rajouté un système de verrouillage sur la paroi, constitué de ventouses 22 permettant de fixer en position l'arbre porteur 8 pendant que l'outil 10, monté sur un robot multi-axes 23 effectue avec une grande précision une tâche donnée sur une zone limitée. Figure 7 shows a device to which has been added a locking system on the wall, consisting of suction cups 22 for fixing in position the carrier shaft 8 while the tool 10, mounted on a multi-axis robot 23 performs with a high accuracy for a given task in a limited area.

La figure 8 montre de face un dispositif à deux systèmes jumeaux. Le premier comprend une tête 1 et il est inutile de le décrire à nouveau. L'autre comprend une nacelle lourde 101 située au dessous, porteuse d'une charge 24 solidaire d'un arbre 108. Ses câbles "dimensionnants" 102a, 102b reliés à des actionneurs 103a, 103b situés en des points fixes 104a, 104b sont fixés aux points d'attache 106a, 106b à des bras 107a, 107b solidaires de moyeux 105a, 105b concentriques à l'arbre 108. La mesure de la distance L et de l'angle O permettent par des moyens électroniques de synchroniser la nacelle 101 à la tête 1. La nacelle lourde joue alors le rôle d'esclave et suit la tête qui joue le rôle de maître. Figure 8 shows a front view of a device with two twin systems. The first includes a head 1 and there is no need to describe it again. The other includes a heavy nacelle 101 located below, carrying a load 24 secured to a shaft 108. Its "dimensioning" cables 102a, 102b connected to actuators 103a, 103b located at fixed points 104a, 104b are fixed at the attachment points 106a, 106b to arms 107a, 107b integral with hubs 105a, 105b concentric with the shaft 108. The measurement of the distance L and the angle O allow electronic means to synchronize the nacelle 101 to the head 1. The heavy basket then plays the role of slave and follows the head which plays the role of master.

La figure 9 montre en coupe, vu de côté, un dispositif selon la figure 8 dans lequel la tête 1 et la nacelle lourde 101 sont reliées par un lien mécanique, constitué d'un bras 25, celui-ci comprend un coulisseau 26 solidaire de l'arbre porte-outils 8 et équipé de roulettes de guidage 26a coopérant avec une règle 27 solidaire d'une articulation 28 fixée sur l'arbre porte-outils 108 de la nacelle lourde. Ladite nacelle lourde supporte la charge 24 constituée du stock de produits, des sources d'énergie, des moyens de transmission d'informations .. FIG. 9 shows in section, seen from the side, a device according to FIG. 8 in which the head 1 and the heavy nacelle 101 are connected by a mechanical link, consisting of an arm 25, this comprises a slide 26 secured to the tool-holder shaft 8 and equipped with guide rollers 26a cooperating with a rule 27 secured to an articulation 28 fixed on the tool-holder shaft 108 of the heavy nacelle. Said heavy nacelle supports the load 24 consisting of the stock of products, energy sources, means of transmitting information.

Elle est plaquée contre la paroi F par un propulseur à hélice 115, la distance à ladite façade étant maintenue par le chariot 113 muni de roulettes 114. L'axe AA de l'articulation 28 est parallèle à l'axe YY de l'arbre 108, donc sensiblement perpendiculaire à la paroi et n'autorise ainsi que les seuls mouvements du porte-outils 8 situés dans un plan parallèle à celui formé par les roulettes 114.It is pressed against the wall F by a propeller with a propeller 115, the distance to said facade being maintained by the carriage 113 provided with rollers 114. The axis AA of the articulation 28 is parallel to the axis YY of the shaft 108, therefore substantially perpendicular to the wall and thus only authorizes the movements of the tool holder 8 located in a plane parallel to that formed by the rollers 114.

Cette variante permet de positionner l'arbre porte-outils 8 à distance sensiblement constante de la paroi F, sans aucun contact avec cette dernière dans la zone proche de l'outil. Dans le cas de parois irrégulières ou courbes, pour assurer une distance constante entre l'outil et ladite paroi, le porte-outils est formé d'un actionneur 29 recevant l'outil est rendu solidaire de l'arbre 8. Un capteur 30 solidaire de l'outil mesure sans contact sa distance à la paroi, une électronique non représentée ajuste en temps réel la position de l'outil. This variant makes it possible to position the tool-holder shaft 8 at a substantially constant distance from the wall F, without any contact with the latter in the area close to the tool. In the case of irregular or curved walls, to ensure a constant distance between the tool and said wall, the tool holder is formed by an actuator 29 receiving the tool is made integral with the shaft 8. A sensor 30 secured of the tool measures its distance to the wall without contact, an electronics not shown adjusts the position of the tool in real time.

La figure 10 montre en vue de face le dispositif selon la figure 9. Pour la clarté du dessin, seuls les épures des câbles "dimensionnants" et les axes de référence XX et YY, ont été représentés. La mesure des grandeurs O et L permet de réaliser l'asservissement entre esclave et maître. FIG. 10 shows a front view of the device according to FIG. 9. For clarity of the drawing, only the diagrams of the "dimensioning" cables and the reference axes XX and YY have been shown. The measurement of the quantities O and L makes it possible to carry out the control between slave and master.

La figure 1 1 montre une alternative du lien mécanique entre esclave et maître, comprenant un bras articulé 31 en deux parties reliées entre elles par une articulation 32 d'axe BB et articulé, d'une part sur la nacelle lourde selon l'axe AA au niveau de l'articulation 28, d'autre part sur l'arbre porteur de la tête 1 selon l'axe XX au niveau d'un moyeu 33. Les axes YY, AA, BB et XX sont parallèles entre eux, la tête 1 se déplace alors dans un plan parallèle aux déplacements de la nacelle lourde 101. Figure 1 1 shows an alternative of the mechanical link between slave and master, comprising an articulated arm 31 in two parts connected together by an articulation 32 of axis BB and articulated, on the one hand on the heavy nacelle along the axis AA at the articulation 28, on the other hand on the carrier shaft of the head 1 along the axis XX at the level of a hub 33. The axes YY, AA, BB and XX are parallel to each other, the head 1 then moves in a plane parallel to the displacements of the heavy nacelle 101.

L'ensemble des points d'ancrage auxquels sont fixés supports moteurs, câbles "dimensionnants" et câbles auxiliaires peuvent être à des niveaux différents et dans des plans différents. All the anchor points to which motor supports, "dimensioning" cables and auxiliary cables are fixed can be at different levels and in different planes.

Dans le cas de parois de grande dimension, pour améliorer la précision du positionnement, on pourra être amené à prévoir un nombre important de points d'ancrage et à déplacer la tête en changeant de manière séquentielle de brin "dimensionnant" et/ou de brin auxiliaire lorsque la tête passe d'un secteur donné de la paroi, au secteur voisin. In the case of large walls, to improve the positioning accuracy, it may be necessary to provide a large number of anchoring points and to move the head by sequentially changing strand "sizing" and / or strand auxiliary when the head passes from a given sector of the wall, to the neighboring sector.

Une variante du système pourra être constituée d'un ensemble tel que ceux décrits cidessus, les divers points d'ancrage étant montés sur au moins un support apte à se déplaçer par exemple sur des rails. A variant of the system may consist of an assembly such as those described above, the various anchoring points being mounted on at least one support capable of moving, for example on rails.

Le principal avantage de cette invention réside dans la simplicité de l'équipement de base, dans sa mise en oeuvre rapide et dans le caractère continu et automatique du procédé d'application. The main advantage of this invention lies in the simplicity of the basic equipment, in its rapid implementation and in the continuous and automatic nature of the application process.

Claims

1) Machine making it possible to intervene on the surface of a wall by moving and positioning there a working head (1) connected obliquely to two anchoring points (4) located in cantilever at two ends of the zone intervention, by two "dimensioning" cables (2), the length of which is adjusted by actuators (3), characterized in that the tool shaft and the cable network permanently have a common reference point (0) of which the program defines the trajectory.

2) Machine according to claim 1, characterized in that at least one auxiliary cable (11) contributes to stabilize the head (1).

3) Machine according to claim 2, characterized in that the cables play sequentially "sizing" and auxiliary roles.

4) Machine according to claim 1, characterized in that the head is integral with application members consisting of action means (15) pressing the head against the wall and reaction means (13) and (14) in contact with the wall and keep the head at a minimum distance from the wall (F).

5) Machine according to claim 1, characterized in that the orientation of the support (18) of the tools is adjusted by means of an actuator (19), relative to one of the "dimensioning" cables (2).

6) Machine according to claim 1, characterized in that the orientation of the support (18) of the tools relative to a given direction is maintained by gyroscopic means.

7) Machine according to one of the preceding claims, characterized in that the tool (10) is mounted on the head by means of a device (23) ensuring a fine movement making it possible to move it in translation or in rotation , along one or more axes.

8) Machine according to claim 7, characterized in that the tool-holder shaft (8) is locked in position during each operating sequence of the fine movement (23) by means of a locking system (22) on the wall ( F).

9) Machine according to one of the preceding claims, characterized by two twin systems each having its own dimensioning cables and actuators, the first moving the head (1), the second moving synchronously a heavy nacelle (101) supporting the loads annexes.

10) Machine according to claim 9, characterized in that the heavy nacelle (101) is a slave of the head (1).

11) Machine according to claims 9 and 10, characterized by a heavy nacelle equipped with a carriage (113) capable of keeping it at a constant distance from the wall, while an arm (25) articulated crazy parallel to each of the two axes standard of twin systems, secures the head and the nacelle, thus maintaining said head substantially in a plane parallel to the wall.

12) Machine according to claim 11, characterized in that the tool holder is provided with an actuator (29) cooperating with measuring means (30) for adjusting in real time the distance between the tool 10 and the wall ( F).

13) Machine according to one of the preceding claims, characterized in that anchoring points are integral with at least one support movable along at least one side of the wall.

14) Machine according to one of the preceding claims, characterized in that all or part of the movements of the head (1) are controlled by a computer.