FR3025125A1 - Dispositif de percage pneumatique a moyens de production d'electricite - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un dispositif de perçage manuel comprenant : - un corps de perceuse (1, 1') logeant au moins un arbre de sortie (6) monté mobile en rotation, un moteur pneumatique (4) lié audit arbre de sortie (6) pour entrainer celui-ci en rotation, un lecteur d'étiquette électronique (100) ; - au moins un porte outil (2, 2', 2") destiné à être solidarisé de manière réversible audit corps de perceuse (1, 1'), ledit porte outil (2, 2', 2") comprenant des moyens de solidarisation (23) d'un outil coupant (200) tournant, des moyens de transmission reliant ledit outil coupant (200) tournant audit arbre de sortie (6), et une étiquette électronique (101) portant au moins une information d'identification dudit outil coupant (200) ; ledit dispositif comprenant en outre : - des moyens de détermination (201) d'au moins une information représentative du taux d'utilisation dudit outil coupant (200) porté par ledit porte outil (2, 2', 2"), lesdits moyens de détermination étant configurés pour enregistrer dans ladite étiquette électronique (101) ladite information représentative du taux d'utilisation dudit outil coupant (200), et - des moyens d'alimentation desdits moyens de détermination (201), lesdits moyens d'alimentation comprenant une génératrice de courant électrique (9) entrainée par ledit moteur (4).

Description

1 Dispositif de perçage pneumatique à moyens de production d'électricité 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui de la conception et de la fabrication d'outils de perçage plus couramment appelés perceuses.

Plus précisément, l'invention concerne les perceuses comprenant un moteur pneumatique. 2. Art antérieur Les perceuses pneumatiques sont couramment mises en oeuvre dans différents secteurs industriels afin de réaliser des perçages au sein de pièces mécaniques diverses et variées. Ceci est notamment le cas dans l'industrie aéronautique où les perceuses sont utilisées afin de percer des trous dans des structures d'avions. La volonté de réduire autant que faire se peut la masse de certains systèmes mécaniques, tels que notamment les avions, induit la nécessité d'utiliser de plus en plus fréquemment des matériaux composites pour leur fabrication. Des structures composites complexes sont ainsi de plus en plus souvent mises en oeuvre, telles que par exemple des structures composées d'une couche d'aluminium, d'une couche de fibre de carbone et d'une couche de titane. Le perçage de telles structures composites a nécessité la conception de nouveaux types de foret. Ces forets présentent la particularité d'avoir un niveau d'usure difficile à mesurer à l'ceil nu. Pourtant, l'utilisation d'un foret usé pour faire un perçage dans une structure en matériau composite complexe conduit à la génération de défauts géométriques dans les structures percées. Il est ainsi primordial de connaître le niveau d'usure d'un foret. Dans ce but, des unités de perçage automatiques ont été équipées d'un compteur de cycle afin d'être en mesure d'évaluer le niveau d'usure d'un foret et de procéder à son remplacement au bout d'un temps de fonctionnement ou d'un nombre de cycle de perçage paramétrables. Dans le cas des perceuses manuelles également dénommées perceuses portatives, auxquelles se rapporte la présente invention et qui sont notamment utilisées lorsque l'espace au niveau duquel un perçage doit être réalisé n'est pas 3025125 2 suffisamment important pour pouvoir utiliser une unité de perçage automatique, le suivi du niveau d'usure des forets est beaucoup plus complexe. Cette complexité tient essentiellement à deux raisons. Les perceuses manuelles sont compactes, en particulier pour des raisons 5 ergonomiques : ceci induit que l'espace disponible est insuffisant pour implanter dans la perceuse un compteur de cycle. La tête d'une perceuse manuelle est constituée d'un porte outil amovible auquel est fixé un outil coupant comme par exemple un foret, lequel porte outil est susceptible d'être détaché pour être solidarisé à une autre perceuse. De manière 10 alternative, le foret peut être fixé directement à la tête d'une perceuse et en être détaché pour être positionné sur une autre perceuse. Il en résulte qu'il s'avère difficile de déterminer le temps de fonctionnement d'un foret. Le suivi de la durée d'utilisation d'un foret est par conséquent complexe. 3. Objectifs de l'invention 15 L'invention a notamment pour objectif d'apporter une solution efficace à au moins certains de ces différents problèmes. En particulier, selon au moins un mode de réalisation, un objectif de l'invention est de fournir un dispositif de perçage pneumatique manuel qui permette de reconnaître l'outil coupant mis en oeuvre au cours d'une opération de 20 perçage. Un autre objectif de l'invention est, dans au moins un mode de réalisation, de fournir un tel dispositif qui permette de recueillir au moins une information représentative du niveau d'usure d'un outil coupant. Notamment, l'invention a pour objectif, selon au moins un mode de 25 réalisation, de fournir un tel dispositif de perçage qui permette de déterminer le nombre de cycles de perçage d'un outil coupant. Plus précisément, un objectif de l'invention est de procurer, dans au moins un mode de réalisation, un tel dispositif qui permette de déterminer le nombre de cycles de perçage d'un outil coupant dont la durée et au cours desquelles la vitesse 30 de rotation de l'outil coupant sont supérieures à des valeurs minimum respectives. Un autre objectif de l'invention est, selon au moins un mode de réalisation, de fournir un tel dispositif de perçage qui permette de déterminer le temps de fonctionnement d'un outil coupant.

3025125 3 Un autre objectif de l'invention est de fournir, dans au moins un mode de réalisation, un tel dispositif de perçage qui permette de déterminer le nombre de fois où le couple transmis à l'outil coupant et la vitesse du foret dépassent des valeurs limites prédéfinies.

5 Un autre objectif de l'invention est, selon au moins un mode de réalisation, de fournir un tel dispositif de perçage qui soit fiable et/ou efficace et/ou simple de conception. 4. Présentation de l'invention Pour ceci, l'invention propose dispositif de perçage manuel comprenant : 10 un corps de perceuse logeant au moins un arbre de sortie monté mobile en rotation, un moteur pneumatique lié audit arbre de sortie pour entrainer celui-ci en rotation, et un lecteur d'étiquette électronique ; au moins un porte outil destiné à être solidarisé de manière réversible audit corps de perceuse, ledit porte outil comprenant des moyens de 15 solidarisation d'un outil coupant tournant, des moyens de transmission reliant ledit outil coupant tournant audit arbre de sortie, et une étiquette électronique portant au moins une information d'identification dudit outil coupant ; ledit dispositif comprenant en outre : 20 des moyens de détermination d'au moins une information représentative du taux d'utilisation dudit outil coupant porté par ledit porte outil, lesdits moyens de détermination étant configurés pour enregistrer dans ladite étiquette électronique ladite information représentative du taux d'utilisation dudit outil coupant, et 25 des moyens d'alimentation desdits moyens de détermination d'au moins une information représentative du taux d'utilisation dudit outil coupant, lesdits moyens d'alimentation comprenant une génératrice de courant électrique entrainée par ledit moteur. Les perceuses pneumatiques classiques ne sont par essence pas 30 alimentées en courant électrique. Par opposition, le corps de perceuse pneumatique selon l'invention est muni d'une génératrice de courant électrique 3025125 4 liée au rotor du moteur pneumatique de la perceuse. Ainsi, lorsque la perceuse fonctionne, une tension électrique est produite localement. La technique selon l'invention permet alors d'intégrer dans le corps du dispositif de perçage un lecteur d'étiquette électronique alimenté par la 5 génératrice produisant une tension électrique dont la valeur est proportionnelle à la fréquence de rotation du moteur. Le dispositif de perçage intègre également des moyens de détermination d'au moins une information représentative du taux d'utilisation de l'outil coupant solidarisé au porte outil portant une étiquette électronique contenant au moins une information 10 d'identification de l'outil coupant. Ces moyens de détermination permettent encore d'enregistrer l'information représentative du taux d'utilisation de l'outil coupant dans l'étiquette électronique. De ce fait, la technique selon l'invention permet : d'identifier de manière précise le porte outil fixé à la perceuse, et par 15 extension l'outil coupant, par exemple un foret, solidarisé à celui-ci grâce aux informations contenues dans l'étiquette électronique ; de mesurer et calculer des grandeurs relatives au taux d'utilisation dudit outil coupant, par exemple un foret, durant un cycle de perçage ; de lire les grandeurs relatives au taux d'utilisation déjà présentes dans 20 l'étiquette électronique, d'en permettre le cumul avec les grandeurs du dernier cycle de perçage et de l'écrire dans l'étiquette. et ainsi de connaître le niveau d'usure de l'outil coupant. Selon une variante, lesdits moyens de détermination comprennent des moyens de comptage du nombre de démarrage dudit moteur.

25 Ainsi, chaque démarrage est assimilé à un cycle de perçage du l'outil coupant, la comptabilisation du nombre de cycles de perçage permettant d'avoir une représentation assez fiable du taux d'utilisation de l'outil coupant. Selon une variante, lesdits moyens de comptage du nombre de démarrage dudit moteur sont configurés pour enregistrer dans ladite étiquette 30 électronique le nombre de démarrages dudit moteur dont la durée et/ou au 3025125 5 cours desquels la fréquence de rotation dudit moteur sont supérieures à des valeurs seuil prédéterminées. Il est ainsi possible de ne pas comptabiliser les démarrages intempestifs qui ne correspondent pas à la mise en oeuvre d'un cycle de perçage effectif, et 5 ainsi d'améliorer la fiabilité de la détermination du taux d'utilisation de l'outil coupant. Selon une variante, lesdits moyens de détermination comprennent des moyens de comptage du temps de cycle de perçage dudit outil coupant porté par ledit porte outil.

10 Dans ce cas, le temps d'utilisation de l'outil coupant est utilisé en tant qu'information représentative du taux d'utilisation de l'outil coupant. Ceci permet également d'avoir une représentation assez fiable du taux d'utilisation de l'outil coupant. Selon une variante, lesdits moyens de comptage du temps de 15 fonctionnement dudit outil coupant porté par ledit porte outil sont configurés pour enregistrer dans ladite étiquette électronique les temps des cycles de perçage dont la durée et/ou au cours desquels la fréquence de rotation dudit moteur sont supérieures à des valeurs seuil prédéterminées. Il est ainsi possible de ne pas comptabiliser les cycles de perçage 20 intempestifs dont la durée est courte et ne correspond pas à la mise en oeuvre d'un cycle de perçage effectif. On améliore ainsi la fiabilité de la détermination du taux d'utilisation de l'outil coupant. Selon une variante, lesdits moyens de détermination comprennent des moyens d'évaluation d'au moins une information représentative du travail de 25 coupe fourni par ledit outil coupant. Dans ce cas, le travail de coupe fourni par l'outil coupant est utilisé en tant qu'information représentative du taux d'utilisation de l'outil coupant. Ceci permet également d'avoir une représentation assez fiable du taux d'utilisation de l'outil coupant.

3025125 6 Selon une variante, lesdits moyens d'évaluations comprennent des moyens de mesure de la pression de l'air à l'entrée dudit moteur, des moyens de mesure de la pression de l'air à la sortie dudit moteur, des moyens de détermination de la différence entre les valeurs des pressions à l'entrée et à la 5 sortie dudit moteur, des moyens de détermination du couple fourni à l'outil coupant par le moteur à partir de ladite différence de pression, des moyens de détermination de la fréquence de rotation dudit outil coupant, des moyens de calcul de l'énergie de coupe à partir de la fréquence de rotation de l'outil coupant et du couple fourni à l'outil coupant.

10 Ceci permet de déterminer de manière simple et efficace l'énergie de coupe fournie à l'outil de coupe. Selon une variante, lesdits moyens d'évaluation de l'énergie de coupe sont configurés pour enregistrer dans ladite étiquette électronique les énergies de coupe des cycles de perçage dont la durée et/ou au cours desquels la 15 fréquence de rotation dudit moteur sont supérieures à des valeurs seuil prédéterminées. Il est ainsi possible de ne pas comptabiliser les cycles de perçage intempestifs au cours desquels l'énergie de coupe fournie à l'outil coupant est faible et ne correspond pas à la mise en oeuvre d'un cycle de perçage effectif.

20 On améliore ainsi la fiabilité de la détermination du taux d'utilisation de l'outil coupant. Selon une variante, un dispositif selon l'invention comprend des moyens de stockage d'une partie de l'énergie produite par ladite génératrice. Il est ainsi possible de stocker de l'énergie produite localement afin 25 d'assurer, lorsque cela est nécessaire, la détermination du taux d'utilisation de l'outil coupant. Selon une variante, ladite étiquette électronique est de type RFID. Selon une variante, ledit moteur pneumatique comprend un rotor, ladite génératrice comprenant un aimant multipolaire solidaire dudit rotor ainsi que 30 des bobines montées sur un circuit imprimé fixe placé en regard dudit aimant.

3025125 7 L'invention concerne également un procédé de détermination du taux d'utilisation d'un outil coupant porté par un porte-outil solidarisé de manière réversible au corps d'un dispositif de perçage comprenant un moteur pneumatique, un lecteur d'étiquette électronique, des moyens de 5 détermination d'au moins une information représentative du taux d'utilisation dudit outil et des moyens d'alimentation desdits moyens de détermination comprenant une génératrice de courant électrique entrainée par ledit moteur, ledit porte-outil comprenant une étiquette électronique comportant au moins une information d'identification dudit outil, ledit procédé comprenant au 10 moins : - une étape de génération de courant électrique au moyen de ladite génératrice ; - une étape d'alimentation desdits moyens de détermination avec ledit courant électrique ; 15 - une étape de détermination d'au moins une information représentative du taux d'utilisation dudit outil ; - une étape d'enregistrement dans ladite étiquette électronique de ladite information représentative du taux d'utilisation dudit outil. 5. Liste des figures 20 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 illustre une vue en éclatée d'un dispositif de perçage selon 25 l'invention ; - la figure 2 illustre une coupe en perspective d'un porte outil et de l'extrémité avant d'un corps de perceuse selon l'invention ; - la figure 3 illustre une vue partielle en perspective et en coupe d'un corps de perceuse selon l'invention ; 30 - la figure 4 illustre un schéma simplifié d'un procédé selon l'invention. 6. Description de modes de réalisation particuliers 3025125 8 6.1. Premier mode de réalisation : comptage nombre de démarrages 6.1.1. Architecture On présente, en relation avec les figures 1 à 3, un exemple de mode de réalisation d'un dispositif de perçage selon l'invention.

5 Ainsi que cela est représenté sur ces figures, un tel dispositif de perçage comprend : un corps de perceuse 1 ou 1', et un porte outil 2 ou 2' ou 2". Le corps de perceuse pourra par exemple être de type poignée-pistolet 10 (référence 1 sur la figure 1) dans lequel la poignée 10 s'étendra selon un axe incliné par rapport au reste du corps. Il pourra alternativement présenter une forme longitudinale (référence 1' sur la figure 1) ; la poigné 10' s'étendra alors dans le prolongement du reste du corps. Un porte outil 2, 2', 2" est solidarisé à l'extrémité avant du corps de 15 perceuse 1 par des moyens de solidarisation réversible 3. Des portes outils 2, 2', 2" de formes différentes pourront alternativement être solidarisés au corps de perceuse 1, 1'. Il pourra par exemple s'agir d'un porte outil 2 de type tête d'angle à 90° (axe de rotation de l'outil coupant perpendiculaire à l'axe de rotation du moteur), d'un porte outil 20 2' de type renvoi d'axe (axe de rotation de l'outil coupant parallèle et distant de l'axe de rotation du moteur), ou d'un porte outil 2" de type tête d'angle à plus de 90° (axe de rotation de l'outil coupant formant un angle de plus de 90° avec l'axe de rotation du moteur) ou autre. Ce corps de perceuse 1, 1' loge des moyens moteurs qui comprennent ici 25 un moteur pneumatique 4. Il comprend à son extrémité arrière des moyens de raccordement 5 à un réseau d'alimentation en air comprimé. Le corps de perceuse 1 loge un arbre de sortie 6 qui est relié à l'arbre 71 du rotor 7 du moteur pneumatique 4 au moyen d'une transmission par train(s) épicycloïdal(s) 8.

30 Le porte outil 2 comprend un carter 20 à l'intérieur duquel est logé un arbre 21 monté mobile en rotation. L'extrémité arrière 22 de cet arbre 21 3025125 9 présente une forme complémentaire de celle de l'arbre de sortie 6 du corps de perceuse en sorte que lorsqu'ils coopèrent l'un avec l'autre, ils sont liés en rotation. D'autres types de moyens de transmission pourraient bien sûre être mis en oeuvre. Le porte outil 2 comprend également une pince à foret 23 qui est 5 liée à l'extrémité avant de l'arbre 21 au moyen d'une transmission 24 logée dans le carter 20. Ces éléments sont connus en soit de l'homme du métier et ne sont pas décris plus en détail ici. Le corps de perceuse 1, 1' comprend à son extrémité avant un logement intérieur creux 11 prévu pour loger l'extrémité d'un porte outil.

10 Les moyens de solidarisation réversible 3 sont bien connus dans l'état de l'art. Ils ont pour objectif de permettre la fixation ou le démontage rapide de deux éléments d'outillages, en l'occurrence d'un porte outil et d'un corps de perceuse. Ces deux éléments d'outillages comprennent une interface de connexion de type mâle - femelle. L'interface peut être de forme cylindrique ou extrudée avec une 15 section hexagonale, l'un des éléments comprenant la partie femelle de l'interface et l'autre élément la partie mâle. L'immobilisation en translation et en rotation de la partie mâle dans la partie femelle est obtenue en bloquant des billes solidaires de la partie femelle, dans des trous perpendiculaires à l'interface ménagés dans la partie femelle, dans 20 une position telle que le centre des billes soit au niveau de l'interface et dépassent dans des logements de verrouillage ménagés dans la partie mâle. Ainsi un effort de séparation des deux parties sollicite les billes en cisaillement. L'élément femelle porte une bague de verrouillage permettant à l'opérateur d'agir sur les billes pour séparer les deux parties en translatant la bague 25 suivant son axe. Dans ce mode de réalisation, ces moyens de solidarisation réversible 3 comprennent : - une bague de verrouillage 30; - des billes de verrouillage 31; 30 - des logements de verrouillage 32.

3025125 10 Les billes de verrouillage 31 sont logées dans des trous 110 ménagés dans le contour périphérique du logement intérieur creux 11, selon des axes essentiellement perpendiculaires à l'axe de rotation du moteur. Les logements de verrouillage 32 sont ménagés à la périphérie du carter 5 20. La bague de verrouillage 30 comprend une portion intérieure de fort diamètre 300 et une portion intérieure de faible diamètre 301 reliées par une portion tronconique 302. Elle est montée mobile en translation le long du corps de perceuse 1, 1' entre une position de verrouillage et une position de libération. Un 10 ressort de compression 33 agit sur la bague de verrouillage 30 pour la maintenir dans sa position de verrouillage. Les billes de verrouillages 31 sont mobiles entre : - une position verrouillée, prise lorsque la bague de verrouillage occupe sa position de verrouillage, dans laquelle la portion de faible diamètre 301 de 15 la bague de verrouillage 30 agit sur les billes de verrouillage 31 en sorte que lorsqu'un porte outil coopère avec le corps de perceuse 2, les billes de verrouillage 31 viennent se loger dans les logements de verrouillage 32 pour maintenir le porte outil et le corps de perceuse solidaires, et - une position de libération, qu'il leur est possible de prendre lorsque la 20 bague de verrouillage occupe sa position de libération, dans laquelle les billes de verrouillages se trouvent dans le prolongement de la portion de fort diamètre 300 de la bague de verrouillage 30 si bien qu'elles peuvent sortir au moins en partie du logement intérieur creux et des logements de verrouillage 32 pour permettre le désaccouplement du porte outil et du 25 corps de perceuse. Lorsqu'un porte outil coopère avec le corps de perceuse, sont extrémité arrière se trouve à l'intérieur du logement intérieur creux 11 et l'extrémité 22 de l'arbre 21 coopère avec l'extrémité de l'arbre de sortie 6. Le corps de perceuse 1, 1' loge une génératrice de courant électrique 9.

30 Cette génératrice 9 comprend un aimant multipolaire 90 solidaire du rotor 7 du moteur pneumatique 4, ainsi que des bobines 91 montées sur un circuit 3025125 11 imprimé 93 fixe placé en regard de l'aimant 90. Elle permet de produire un courant électrique dont la tension est proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur. Elle assure ainsi une double fonction de générateur de courant électrique et de tachymètre (indication de la fréquence de rotation du moteur).

5 Le corps de perceuse 1, 1' loge un lecteur d'étiquette électronique 100. Ce lecteur 100 est logé dans le fond du logement intérieur creux 11 de manière coaxial à l'arbre de sortie 6. Il est ainsi protégé de l'environnement extérieur. Le corps de perceuse 1, 1' loge une unité centrale 201 comme par exemple un microprocesseur. Cette unité centrale est raccordée à la sortie de la 10 génératrice 9 en sorte que celle-ci peut l'alimenter en électricité. Le lecteur d'étiquette électronique comprend une antenne et est relié à l'unité centrale. Il permet non seulement de lire les informations enregistrées dans une étiquette électronique, mais également d'y enregistrer des données. En d'autres termes, il peut communiquer de manière bidirectionnelle avec une 15 étiquette électronique. Le porte outil comprend une étiquette électronique 101 qui comprend classiquement une mémoire et une antenne. Cette étiquette électronique 101 est placée à l'extrémité du porte outil destinée à venir se loger à l'intérieur du logement intérieur creux 11. Elle est placée de manière coaxiale à l'axe de 20 l'arbre 21. Ainsi, le lecteur d'étiquette électronique et l'étiquette électronique sont positionnés, lorsque le porte outil est solidarisé au corps de perceuse, dans l'axe de l'arbre de sortie 6. L'étiquette électronique 101 est par exemple du type RFID. Elle 25 comprend une mémoire permettant le stockage de données. Elle contient au moins une information d'identification de l'outil coupant 200 solidarisé au porte outil dont elle est solidaire. Les antennes sont, dans ce mode de réalisation, des bobines coaxiales.

3025125 12 Dans ce mode de réalisation, l'unité centrale est programmée pour compter le nombre de cycles de perçages réalisés par l'outil coupant solidaire du porte outil. Un cycle de perçage commence par un démarrage du moteur. Le 5 démarrage du moteur s'accompagne de la production de courant par la génératrice. L'unité centrale est ainsi programmée pour détecter l'instant auquel la génératrice commence à produire du courant. Cet instant est considéré comme le départ d'un cycle de perçage. Sa détection permet donc de détecter un nouveau cycle de perçage.

10 L'unité centrale est également programmée pour commander l'enregistrement dans l'étiquette électronique via le lecteur du nombre de cycles de perçage réalisés. Pour cela, elle ajoute au nombre de cycles de perçage le cas échéant déjà enregistré dans l'étiquette chaque nouveau cycle de perçage qu'elle détecte. L'étiquette associée à un porte outil portant un outil 15 coupant contient ainsi le nombre de cycle de perçages réalisés par celui-ci. Au cours de la manipulation du dispositif de perçage, il se peut que l'opérateur le mette en route de manière intempestive sans réaliser de manière effective un cycle de perçage. L'enregistrement des mises en marche intempestives en tant que cycle de perçage dans l'étiquette électronique 20 conduirait donc à ce que la précision de l'information sur le taux d'utilisation de l'outil coupant soit peu précise. Pour palier cet inconvénient, l'unité centrale pourra comprendre, dans une variante, une horloge et être programmée pour mesurer la durée du cycle de perçage en cours, la comparer à une valeur seuil minimum et pour 25 incrémenter le nombre de cycle de perçage enregistrés dans l'étiquette électronique du cycle en cours seulement lorsque la valeur seuil minimum est atteinte. Alternativement, l'unité centrale pourra être programmée pour déduire de la tension du courant produit par la génératrice, la fréquence de rotation du moteur et donc celle de l'outil coupant, la comparer à un seuil 30 minimum, et n'ajouter au nombre de cycles de perçage enregistrés dans 3025125 13 l'étiquette électronique le cycle en cours seulement lorsque la valeur seuil minimum est atteinte. Ces deux alternatives pourraient également être combinées. La fréquence de rotation de la génératrice dont le rotor est lié au rotor 5 du moteur pneumatique est telle que : Nm = Ko.T Avec : Ko constante propre à la génératrice Nm fréquence de rotation du moteur, en rd/s 10 T tension électrique délivrée par la génératrice, en V La fréquence de rotation du foret est telle que : Nf = R.Nn, Avec : R ratio de la réduction de la perceuse (R<1) 15 6.1.2. Fonctionnement Pour réaliser une opération de perçage, un opérateur solidarise au corps de perceuse 1, 1' le porte outil 2, 2' ou 2" ayant la forme et portant le foret adaptés à l'opération qu'il doit réaliser. Pour cela, il place la bague de verrouillage 30 dans sa position de libération 20 puis insert l'extrémité arrière du porte outil dans le logement intérieur creux 11 jusqu'à ce que l'extrémité arrière 22 de l'arbre 21 coopère avec l'extrémité avant de l'arbre de sortie 6. Il relâche alors la bague de verrouillage 30 qui retourne dans sa position de verrouillage sous l'effet de l'effort du ressort de compression 33. La portion de faible diamètre 301 agit alors sur les billes de verrouillage 31 pour les 25 placer dans les logements de verrouillage 32 ménagés à la surface du carter 20 du porte outil. Le porte outil est ainsi solidarisé au corps de perceuse. Le dispositif de perçage est raccordé au réseau d'alimentation en air comprimé. Lorsque l'opérateur enfonce la gâchette de mise en route du dispositif de 30 perçage, le moteur 4 est mis en rotation. Lorsque le moteur 4 tourne, celui-ci entraine non seulement en rotation l'outil coupant solidaire du porte outil via la chaine de transmission entre le rotor 3025125 14 du moteur et la pince à foret. Il entraine également en rotation la génératrice 9. Celle-ci produit alors lors d'une étape 40 de génération de courant électrique du courant électrique qui alimente l'unité centrale. Ceci correspond à une étape 41 d'alimentation de moyens de détermination d'au moins une information 5 représentative du taux d'utilisation de l'outil coupant. La production de courant par la génératrice 9 donne une information sur l'état de fonctionnement de la perceuse : production de courant : la perceuse est en marche ; pas de production de courant : la perceuse est à l'arrêt ; 10 la tension du courant produit par la génératrice est proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur. L'unité centrale détecte l'instant auquel la génératrice commence à produire du courant, cet instant étant considéré comme un départ de cycle de perçage.

15 L'unité centrale commande ensuite l'enregistrement dans l'étiquette électronique, au moyen du lecteur d'étiquette électronique qui communique avec l'étiquette via les antennes, du nombre de cycles de perçage réalisés. Pour cela, elle ajoute au nombre de cycles de perçage déjà enregistrés dans l'étiquette électronique le nouveau cycle de perçage qu'elle détecte. Le lecteur 20 d'étiquette est alimenté en énergie par la génératrice via l'unité centrale. Ceci correspond à une étape 42 de détermination d'une information représentative du taux d'utilisation de l'outil, en l'occurrence le nombre de départ de cycle de perçage, et à une étape 43 d'enregistrement dans l'étiquette électronique de l'information représentative du taux d'utilisation de l'outil.

25 Une fois le perçage réalisé, l'opérateur relâche la gâchette de mise en route et le moteur s'arrête ainsi que la production de courant par la génératrice. Lorsqu'un nouveau cycle de perçage est mis en oeuvre, celui-ci est détecté par l'unité centrale et le nombre de cycles de perçage enregistré dans l'étiquette électronique est incrémenté. L'étiquette électronique contient ainsi le nombre de 30 cycles de perçage de l'outil coupant porté par le porte outil dont elle est solidaire. L'opérateur peut désolidariser le porte outil et le remplacer par un autre afin de réaliser une autre opération de perçage. Le nombre de cycles de perçage de 3025125 15 l'outil coupant porté par ce nouveau porte outil est de la même façon enregistré dans l'étiquette électronique associée à celui-ci. Ces portes outils peuvent être successivement solidarisés à un ou plusieurs dispositifs de perçage. Quoi qu'il en soit, l'étiquette électronique qu'il porte 5 contiendra une information représentative du nombre de cycles de perçage de l'outil coupant porté par le porte outil. Il est ainsi possible de connaître avec précision le nombre de cycles de perçage d'un outil coupant. Celui-ci peut alors être remplacé après qu'un nombre de cycles de perçage seuil prédéterminé est atteint.

10 L'étiquette électronique pourra contenir une information représentative du nombre de cycles de perçage limite de l'outil coupant porté par le porte outil dont elle est solidaire. L'unité centrale pourra alors comparer cette valeur de seuil à la valeur du nombre de cycles de perçage de l'outil coupant et émettre une alarme ou transmettre une information d'une autre forme, par exemple une information 15 visuelle, indiquant que l'outil coupant doit être remplacé, lorsque le nombre de cycle de perçage cumulé devient supérieur à cette valeur seuil. Lorsque l'outil coupant solidaire d'un porte outil est remplacé, les données enregistrées dans l'étiquette électronique correspondante seront réinitialisées d'une manière connue en soit de l'homme du métier.

20 Dans la variante visant à ne pas comptabiliser les cycles intempestifs, l'unité centrale mesure la durée du cycle de perçage en cours, la compare à une valeur seuil minimum et ne commande l'ajout du cycle de perçage en cours dans l'étiquette électronique seulement lorsque la valeur seuil minimum est atteinte. Alternativement, l'unité centrale déduit de la tension du courant produit par la 25 génératrice la fréquence de rotation du moteur et donc celle de l'outil coupant, la comparer à un seuil minimum, et ne commande l'ajout du cycle de perçage en cours dans l'étiquette électronique seulement lorsque la valeur seuil minimum est atteinte. Ces deux alternatives peuvent également être combinées. Dans ce cas, l'ajout du cycle en cours dans l'étiquette électronique 30 suppose de remplir une double condition. 6.2. Deuxième mode de réalisation : mesure du temps d'utilisation 6.2.1. Architecture Dans ce deuxième mode de réalisation, le temps d'utilisation de l'outil 3025125 16 coupant sera utilisé en tant qu'information représentative du taux d'utilisation d'un outil coupant. L'architecture d'un dispositif de vissage selon ce deuxième mode de réalisation sera identique à celle selon le premier mode de réalisation hormis le fait 5 que l'unité centrale comprendra une horloge, le dispositif comprendra une capacité de stockage 204 d'une partie de l'énergie produite par la génératrice, et l'unité centrale sera programmée pour : détecter les départs de cycles de perçage qui correspondent aux moments où la génératrice commence à produire du courant ; 10 mesurer la durée de chaque cycle de perçage ; commander l'ajout dans l'étiquette électronique de la durée du cycle de perçage qui vient de s'achever au cumul de la durée des cycles qui y est comptabilisée. Lorsqu'il est souhaité de ne pas comptabiliser les temps de cycles 15 intempestifs, l'unité centrale pourra en outre être programmée pour comparer la durée du cycle de perçage à une valeur seuil minimum et n'ajouter dans l'étiquette électronique la durée de ce cycle seulement lorsque la valeur seuil minimum est atteinte. En outre ou alternativement, l'unité centrale pourra être programmée pour déduire de la tension du courant produit par la génératrice, 20 la fréquence de rotation du moteur et donc celle de l'outil coupant, la comparer à un seuil minimum, et n'ajouter la durée du cycle en outre ou alternativement seulement lorsque la valeur seuil minimum est atteinte. 6.2.2. Fonctionnement Le fonctionnement d'un dispositif de vissage selon ce deuxième mode de 25 réalisation est identique à celui selon le premier mode de réalisation, hormis le fait que pour chaque cycle de perçage, l'unité centrale : détecte le moment où la génératrice commence à produire du courant, ce qui constitue l'instant où le cycle démarre ; mesure la durée du cycle de perçage ; 3025125 17 commande l'ajout dans l'étiquette électronique de la durée du cycle de perçage qui vient de s'achever à la durée de cycle cumulée qui y est comptabilisée. Après l'arrêt du moteur, l'unité centrale utilise l'énergie stockée dans la 5 capacité au cours du cycle de perçage pour achever la mesure de la durée du cycle et commander ou non la comptabilisation dans l'étiquette électronique de cette durée de cycle. Dans la variante visant à ne pas comptabiliser les temps de cycles intempestifs, l'unité centrale compare la durée du cycle à une valeur seuil 10 minimum et n'ajoute dans l'étiquette électronique la durée de ce cycle seulement lorsque la valeur seuil minimum est atteinte. L'unité centrale pourra en outre ou alternativement déduire de la tension du courant produit par la génératrice, la fréquence de rotation du moteur et donc celle de l'outil coupant, la comparer à un seuil minimum, et n'ajouter la durée du cycle en outre ou 15 alternativement seulement lorsque la valeur seuil minimum est atteinte. Dans ces cas, l'unité centrale utilise l'énergie stockée dans la capacité au cours du cycle de perçage pour achever la mesure de la durée du cycle, le cas échéant calculer la fréquence de rotation du moteur, comparer la durée du cycle et/ou la fréquence de rotation du moteur aux valeurs seuil minimum 20 correspondantes, et commander ou non l'ajout dans l'étiquette électronique de la durée du cycle de perçage qui vient de s'achever. Par ailleurs, il pourra être indiqué que l'outil coupant porté par le porte outil est à remplacer au moyen d'une alarme ou d'un affichage non plus basé sur l'atteinte d'une valeur seuil de nombre de cycles de perçage mais basé sur 25 l'atteinte d'une valeur seuil de durée de cycle de perçage. 6.3. Troisième mode de réalisation : mesure du travail de coupe 6.3.1. Architecture Dans ce troisième mode de réalisation, la valeur du travail de coupe réalisé par l'outil coupant sera utilisée en tant qu'information représentative du taux 30 d'utilisation de l'outil coupant. L'architecture d'un dispositif de vissage selon ce troisième mode de 3025125 18 réalisation sera identique à celle selon le deuxième mode de réalisation hormis le fait que le dispositif de perçage comprendra en outre un capteur 202 de mesure de la pression de l'air d'alimentation du moteur et un capteur 203 de mesure de la pression de l'air d'échappement du moteur. Il comprendra également une 5 mémoire outil pour le stockage des données relatives au dispositif de perçage permettant le calcul de l'énergie de coupe. En outre, l'unité centrale sera programmée pour : détecter le moment où la génératrice commence à produire du courant, ce qui constitue l'instant où le cycle démarre ; 10 mesurer la pression de l'air d'alimentation du moteur ; mesurer la pression de l'air d'échappement du moteur ; déterminer le couple fourni à l'outil coupant par le moteur à partir des pressions préalablement mesurées ; mesurer la valeur de la tension générée par la génératrice ; 15 déterminer la vitesse de rotation de l'outil coupant en fonction de la tension du courant généré par la génératrice ; déterminer l'énergie de coupe fournie à l'outil coupant au cours du cycle de perçage à partir du couple fourni à l'outil coupant par le moteur et de la vitesse de rotation de l'outil coupant ; 20 commander l'ajout dans l'étiquette électronique de l'énergie de coupe du cycle de perçage qui vient de s'achever à l'énergie de coupe cumulée des cycles précédents qui y est comptabilisée. Le couple fourni à l'outil coupant par le moteur est déterminé de la manière suivante.

25 Le couple d'un moteur pneumatique à palette, de géométrie constante suit l'évolution ci-dessous : Cm= Ki.4P-K2.Nn-,2 Cn-, couple utile disponible sur l'arbre moteur, en N.m AP différence de pression entre l'entrée et la sortie du moteur 3025125 19 K1 et K2 constante propre à la géométrie du moteur, aux coefficients de frottement des composants internes du moteur, notamment palettes sur cylindre et sur rotor. Cf Le couple disponible sur le foret pour le perçage, en d'autres termes le 5 couple fourni à l'outil coupant par le moteur, se déduit de la formule suivante : Cf = IA.CnIR Avec : p. rendement de transmission de la perceuse entre le moteur et le foret R ratio de la réduction de la perceuse (R<1) 10 La vitesse ou fréquence de rotation de l'outil coupant est déterminée de la manière suivante. La fréquence de rotation de la génératrice dont le rotor est lié au rotor du moteur pneumatique est telle que : Nm= Ko.T 15 Avec : Ko constante propre à la génératrice Nm fréquence de rotation du moteur, en rd/s T tension électrique délivrée par la génératrice, en V La fréquence de rotation du foret est telle que : 20 Nf = R.Nn-, Avec : R ratio de la réduction de la perceuse (R<1) L'énergie de coupe est déterminée de la manière suivante. La puissance instantanée développée par le foret, en Pf est telle que : 25 Pf = Cf.Nf Le travail Wf durant un cycle de perçage, en J, peut être évalué de la façon suivante : Wf fttoicf Nf dt 30 tic, et t1 étant les temps de début et de fin du perçage.

3025125 20 Une approximation Waf de cette valeur Wf peut être calculée à partir des Couple et fréquence de rotation moyennes Caf et Naf Waf = Caf. Naf Lorsqu'il est souhaité de ne pas comptabiliser les énergies de coupe des 5 cycles intempestifs, l'unité centrale pourra en outre être programmée pour mesurer la durée du cycle de perçage, comparer sa durée à une valeur seuil minimum et n'ajouter dans l'étiquette électronique l'énergie de coupe de ce cycle seulement lorsque la valeur seuil minimum est atteinte. En outre ou alternativement, l'unité centrale pourra être programmée pour déduire de la 10 tension du courant produit par la génératrice, la fréquence de rotation du moteur et donc celle de l'outil coupant, la comparer à une valeur seuil minimum, et n'ajouter l'énergie de coupe du cycle en outre ou alternativement seulement lorsque cette valeur seuil minimum est atteinte. 6.3.2. Fonctionnement 15 Le fonctionnement d'un dispositif de vissage selon ce troisième mode de réalisation est identique à celui selon le premier ou le deuxième mode de réalisation, hormis le fait que pour chaque cycle de perçage, l'unité centrale : détecte le moment où la génératrice commence à produire du courant, ce qui constitue l'instant où le cycle démarre ; 20 mesure la pression de l'air d'alimentation du moteur; mesure la pression de l'air d'échappement du moteur; détermine le couple fourni à l'outil coupant par le moteur à partir des pressions préalablement mesurées comme expliqué au paragraphe précédent ; 25 mesure la valeur de la tension générée par la génératrice ; détermine la vitesse de rotation de l'outil coupant en fonction de la tension du courant généré par la génératrice comme expliqué au paragraphe précédent ; détermine l'énergie de coupe fournie à l'outil coupant au cours du cycle 30 de perçage à partir du couple fourni par le moteur et de sa vitesse de rotation comme expliqué au paragraphe précédent ; 3025125 21 commande l'ajout dans l'étiquette électronique de l'énergie de coupe du cycle de perçage qui vient de s'achever à l'énergie de coupe cumulée des cycles précédents qui y est comptabilisée. Lorsqu'il est souhaité de ne pas comptabiliser les énergies de coupe des 5 cycles intempestifs, l'unité centrale pourra en outre être programmée pour mesurer la durée du cycle de perçage, comparer sa durée à une valeur seuil minimum et n'ajouter dans l'étiquette électronique l'énergie de coupe de ce cycle seulement lorsque la valeur seuil minimum est atteinte. En outre ou alternativement, l'unité centrale pourra être programmée pour déduire de la 10 tension du courant produit par la génératrice, la fréquence de rotation du moteur et donc celle de l'outil coupant, la comparer à un valeur de seuil minimum, et n'ajouter l'énergie de coupe du cycle en outre ou alternativement seulement lorsque la valeur seuil minimum est atteinte. Par ailleurs, il pourra être indiqué que l'outil coupant porté par le porte 15 outil est à remplacer au moyen d'une alarme non plus basée sur l'atteinte d'une valeur seuil de nombre de cycles de perçage ou sur l'atteinte d'une valeur seuil de durée de cycle de perçage, mais sur l'atteinte d'une valeur seuil d'énergie de perçage. L'enregistrement de valeurs extrêmes de couple de perçage, de durée de 20 perçage ou autres pourra être utilisé pour assurer un suivi plus caractérisé de l'outil coupant. Ainsi, le dépassement d'une vitesse de rotation donnée ou d'un couple donné pendant une durée de temps significative pourra indiquer que l'outil a travaillé dans des conditions en dehors des préconisations des fournisseurs. L'enregistrement de ces dépassements pourra ainsi constituer un motif d'alerte à 25 l'attention des opérateurs. 6.3. Autres avantages Le fait de placer l'étiquette électronique sur le porte outil plutôt que sur l'outil coupant permet de simplifier la structure de l'outil coupant, qui est une pièce d'usure, de réemployer la structure classique des pinces à foret lorsque l'outil 30 coupant est un foret, et de réduire en conséquence les coûts. Le fait de placer l'étiquette électronique sur le porte outil, c'est-à-dire sur un élément qui est 3025125 22 réutilisé quasiment à l'infini, permet également de réduire la consommation en étiquette électronique et ainsi les coûts. La mise en oeuvre d'une génératrice sur une perceuse portative pneumatique permet de disposer d'une source de production de courant en local 5 peu encombrante, alors que l'espace disponible ne permet notamment pas la mise en place d'une batterie électrique, et ainsi de pouvoir intégrer dans un outil pneumatique une technologie de type étiquette électronique. La mise en oeuvre d'une génératrice de courant entrainée par le moteur de la perceuse permet également de disposer d'une infirmation représentative de la 10 rotation du moteur (rotation du moteur, absence de rotation du moteur, fréquence de rotation du moteur qui est proportionnelle à l'intensité du courant délivré par la génératrice).

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de perçage manuel comprenant : un corps de perceuse (1, 1') logeant au moins un arbre de sortie (6) monté mobile en rotation, un moteur pneumatique (4) lié audit arbre de sortie (6) pour entrainer celui-ci en rotation, un lecteur d'étiquette électronique (100); au moins un porte outil (2, 2', 2") destiné à être solidarisé de manière réversible audit corps de perceuse (1, 1'), ledit porte outil (2, 2', 2") comprenant des moyens de solidarisation (23) d'un outil coupant (200) tournant, des moyens de transmission reliant ledit outil coupant (200) tournant audit arbre de sortie (6), et une étiquette électronique (101) portant au moins une information d'identification dudit outil coupant (200); ledit dispositif comprenant en outre : - des moyens de détermination (201) d'au moins une information représentative du taux d'utilisation dudit outil coupant (200) porté par ledit porte outil (2, 2', 2"), lesdits moyens de détermination étant configurés pour enregistrer dans ladite étiquette électronique (101) ladite information représentative du taux d'utilisation dudit outil coupant (200), et des moyens d'alimentation desdits moyens de détermination (201) d'au moins une information représentative du taux d'utilisation dudit outil coupant (200), lesdits moyens d'alimentation comprenant une génératrice de courant électrique (9) entrainée par ledit moteur (4).
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens de détermination comprennent des moyens de comptage du nombre de démarrage dudit moteur (4). 3025125 24
3. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel lesdits moyens de comptage du nombre de démarrage dudit moteur (4) sont configurés pour enregistrer dans ladite étiquette électronique (101) le nombre de démarrages dudit moteur (4) dont la durée et/ou au cours desquels la fréquence de rotation 5 dudit moteur (4) sont supérieures à des valeurs seuil prédéterminées.
4. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel lesdits moyens de détermination comprennent des moyens de comptage du temps de cycle de perçage dudit outil coupant (200) porté par ledit porte outil 10 (2, 2', 2").
5. 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel lesdits moyens de comptage du temps de fonctionnement dudit outil coupant (6) porté par ledit porte outil (2, 2', 2") sont configurés pour enregistrer dans ladite étiquette 15 électronique (101) les temps des cycles de perçage dont la durée et/ou au cours desquels la fréquence de rotation dudit moteur (4) sont supérieures à des valeurs seuil prédéterminées.
6. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel 20 lesdits moyens de détermination comprennent des moyens d'évaluation d'au moins une information représentative du travail de coupe fourni par ledit outil coupant (200).
7. 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel lesdits moyens 25 d'évaluations comprennent des moyens de mesure (202) de la pression de l'air à l'entrée dudit moteur (4), des moyens de mesure (203) de la pression de l'air à la sortie dudit moteur (4), des moyens de détermination de la différence entre les valeurs des pressions à l'entrée et à la sortie dudit moteur (4), des moyens de détermination du couple fourni à l'outil coupant (200) par le moteur (4) à partir de ladite différence de pression, des moyens de détermination de la 3025125 25 fréquence de rotation dudit outil coupant (200), des moyens de calcul de l'énergie de coupe à partir de la fréquence de rotation de l'outil coupant (200) et du couple fourni à l'outil coupant (200). 5
8. 8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel lesdits moyens d'évaluation de l'énergie de coupe sont configurés pour enregistrer dans ladite étiquette électronique (101) les énergies de coupe des cycles de perçage dont la durée et/ou au cours desquels la fréquence de rotation dudit moteur (4) sont supérieures à des valeurs seuil prédéterminées. 10
9. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, comprenant des moyens de stockage (204) d'une partie de l'énergie produite par ladite génératrice. 15
10. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ladite étiquette électronique (101) est de type RFID.
11. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ledit moteur pneumatique (4) comprend un rotor (7), et en ce que 20 ladite génératrice (9) comprend un aimant multipolaire (90) solidaire dudit rotor (7) ainsi que des bobines (91) montées sur un circuit imprimé (93) fixe placé en regard dudit aimant (90).
12. 12. Procédé de détermination du taux d'utilisation d'un outil coupant porté 25 par un porte-outil solidarisé de manière réversible au corps d'un dispositif de perçage comprenant un moteur pneumatique, un lecteur d'étiquette électronique, des moyens de détermination (201) d'au moins une information représentative du taux d'utilisation dudit outil coupant (200) et des moyens d'alimentation desdits moyens de détermination (201) comprenant une 30 génératrice de courant électrique entrainée par ledit moteur, ledit porte-outil 3025125 26 comprenant une étiquette électronique comportant au moins une information d'identification dudit outil, ledit procédé comprenant au moins : une étape (40) de génération de courant électrique au moyen de ladite génératrice ; 5 une étape (41) d'alimentation desdits moyens de détermination (201) avec ledit courant ; une étape (42) de détermination d'au moins une information représentative du taux d'utilisation dudit outil ; une étape (43) d'enregistrement dans ladite étiquette électronique de 10 ladite information représentative du taux d'utilisation dudit outil.