FR3065894A1

FR3065894A1 - Procede automatise de sertissage de bague et pistolet de mise en oeuvre

Info

Publication number: FR3065894A1
Application number: FR1753876A
Authority: FR
Inventors: Alain Jolin
Original assignee: Latecoere Services SAS
Current assignee: Latecoere Services SAS
Priority date: 2017-05-03
Filing date: 2017-05-03
Publication date: 2018-11-09
Anticipated expiration: 2037-05-03
Also published as: FR3065894B1; WO2018202652A1

Abstract

L'invention vise à éviter la manipulation des bagues à sertir avant leur insertion sur les tiges de rivet, par l'intégration d'une distribution sécurisée des bagues de sertissage sur ces tiges. Pour ce faire, il est prévu un positionnement automatisé des bagues en amont du tube de compression. Dans un mode de réalisation préféré, un pistolet de sertissage (2) selon l'invention comporte un tube de compression de bague (22) d'axe longitudinal (X'X), ainsi qu'une poignée (21) de prise et de pilotage de ce tube (22), et un module de positionnement de bague (3) composé d'une embase de fixation (31) sur ledit tube (22), d'un châssis (32) en liaison mobile avec l'embase (31) par un système de déplacement selon un axe parallèle à l'axe longitudinal (X'X) dudit tube (22) à partir d'une position initiale, ainsi qu'une pince de transport de bague (33) en liaison mobile avec le châssis (32) par le système de déplacement selon un axe principal (Y'Y) perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube. Ladite pince (33) présente un logement de réception de bague à sertir (12) de sorte que ce logement se trouve en position alignée avec le tube de compression (22) suite au déplacement deux axes (X'X, Y'Y) réalisé par le système de déplacement.

Description

@ Titulaire(s) : LATECOERE SERVICES Société actions simplifiée.

par

O Demande(s) d’extension :

® Mandataire(s) : CABINET JUNCA.

® PROCEDE AUTOMATISE DE SERTISSAGE DE BAGUE ET PISTOLET DE MISE EN OEUVRE.

FR 3 065 894 - A1

@) L'invention vise à éviter la manipulation des bagues à sertir avant leur insertion sur les tiges de rivet, par l'intégration d'une distribution sécurisée des bagues de sertissage sur ces tiges. Pour ce faire, il est prévu un positionnement automatisé des bagues en amont du tube de compression.

Dans un mode de réalisation préféré, un pistolet de sertissage (2) selon l'invention comporte un tube de compression de bague (22) d'axe longitudinal (X'X), ainsi qu'une poignée (21) de prise et de pilotage de ce tube (22), et un module de positionnement de bague (3) composé d'une embase de fixation (31 ) sur ledit tube (22), d'un châssis (32) en liaison mobile avec l'embase (31) par un système de déplacement selon un axe parallèle à l'axe longitudinal (X'X) dudit tube (22) à partir d'une position initiale, ainsi qu'une pince de transport de bague (33) en liaison mobile avec le châssis (32) par le système de déplacement selon un axe principal (ΥΎ) perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube. Ladite pince (33) présente un logement de réception de bague à sertir (12) de sorte que ce logement se trouve en position alignée avec le tube de compression (22) suite au déplacement deux axes (X'X, ΥΎ) réalisé par le système de déplacement.

PROCÉDÉ AUTOMATISE DE SERTISSAGE DE BAGUE ET PISTOLET DE MISE EN ŒUVRE

DESCRIPTION

DOMAINE TECHNIQUE [0001] L’ invention se rapporte à un procédé automatisé de sertissage de bague sur rivet, ainsi qu’à un pistolet de sertissage de mise en œuvre de ce procédé.

[0002] Le domaine de l’invention est celui du sertissage de bague pour l’assemblage de tout type de pièce, par exemple d’un assemblage de panneau en matériau composite habituellement utilisé dans le domaine de l’aéronautique ou du spatial. Le principe d’un tel sertissage est illustré par les vues des figures 1a et 1b, respectivement d’un assemblage à sertir et d’une prise de bague par un pistolet de sertissage. Il consiste d’abord à percer un alésage 1 dans les panneaux 1a et 1b à assembler, à enduire éventuellement cet alésage de mastic ou de colle, puis à insérer une tige 10 de rivet « R » dans l’alésage 1 jusqu’à ce que la tête 11 du rivet « R » repose sur la face supérieure 1s du premier panneau 1a.

[0003] Une bague 12 est alors engagée manuellement sur une zone filetée 10f de la tige de rivet 10 qui ressort au-delà de la face inférieure 1i du second panneau 1b. Une fois mise en place, la bague 12 est enserrée dans un tube de compression de bague «T » (figure 1b) d’un pistolet de sertissage (cf. figure 2), ce pistolet étant en général de type à pression hydraulique ou oléopneumatique. Une mâchoire 14, intégrée dans le tube « T », est alors actionnée pour comprimer la bague 12 par un effort de traction hydraulique ou pneumatique exercé sur la tige 10 pour provoquer sa rupture.

[0004] Généralement, les pistolets de sertissage forment des outils portatifs indépendants dans le domaine technique visé.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE [0005] Les outils de sertissage sont de plus en plus performants sur le plan de la fiabilité, de l’efficacité et de la rapidité d’exécution.

[0006] Les documents de brevet FR 2 959 431 ou US 5 709 116 décrivent de tels outils de sertissage. Cependant, une étape essentielle reste délicate : celle qui consiste à engager manuellement la bague dans la tige, en particulier lorsque cette bague doit être positionnée verticalement, ce qui se produit dans l’assemblage de pièces en position supérieure par exemple sur les aéronefs. Le positionnement de ces bagues entraîne alors régulièrement leur chute et, du fait de leur dimension réduite - en général de 5 à 10 mm de diamètre - le risque de perte au cœur des assemblages est augmentée. Ce type de perte peut avoir, en particulier dans le domaine aéronautique, des conséquences très dommageables.

EXPOSÉ DE L’INVENTION [0007] L’ invention vise à s’affranchir de ces inconvénients, en particulier d’éviter la manipulation des bagues avant leur insertion sur les tiges de rivet, par l’intégration d’une distribution sécurisée des bagues de sertissage sur ces tiges. Pour ce faire, il est prévu un positionnement automatisé des bagues en amont du tube de compression.

[0008] Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé de sertissage automatisé de bague sur tige de rivet. Ce procédé consiste à guider et positionner automatiquement une bague dans une pince à partir d’une réserve, puis à aligner automatiquement la bague portée par la pince avec et en avant d’un tube de compression de pistolet de sertissage.

[0009] Au moins un rivet étant mis en place dans un assemblage de pièces à solidariser, la bague et le tube de compression sont engagés sur la tige du rivet qui ressort de l’assemblage jusqu’à la position de sertissage. La pince est alors mise en retrait pour libérer la bague puis, le dit tube étant avancé le long de la tige de rivet pour enserrer cette bague, une compression de la bague dans ledit tube est actionnée pour réaliser le sertissage. La tige qui dépasse de la bague est alors rompue par l’exercice d’une traction interne audit tube.

[0010] Selon des modes de mise en œuvre particuliers :

- une unité de pilotage traite automatiquement des commandes de distribution de bague depuis la réserve jusqu’à la pince, de positionnement de cette pince devant le tube de compression du pistolet en alignement d’axe avec celui-ci, de retrait de la pince après engagement de la bague et dudit tube sur la tige de rivet, de sertissage de la bague sur cette tige et de rupture de la tige;

- les commandes sont regroupées en une première commande de guidage de la bague, de positionnement de cette bague dans l’extrémité de pince et d’alignement automatique de l’extrémité de pince, et en une deuxième commande de retrait de la pince dans sa position initiale puis, après un intervalle de temps déterminé de mise en place du tube de compression sur la bague, de compression de la bague et de rupture de la tige;

- l’unité de pilotage est adaptée pour traiter automatiquement une succession de sertissages de bagues sur des tiges de rivet préalablement localisées par une gestion automatisée des mouvements de la pince et du tube de compression en fonction des localisations de ces tiges de rivet;

- la distribution de bague est réalisée par guidage sous une pression de soufflage depuis la réserve pour venir se loger dans la pince.

[0011] L’ invention se rapporte également à un pistolet de sertissage de mise en œuvre du procédé défini ci-dessus. Un tel pistolet comporte un tube de compression de bague d’axe longitudinal, ainsi qu’une poignée de prise et de pilotage de ce tube. Dans ce pistolet, un module de positionnement de bague se compose d’une embase de fixation sur ledit tube, d’un châssis en liaison mobile avec l’embase par un système de déplacement selon un axe parallèle à l’axe longitudinal dudit tube à partir d’une position initiale, ainsi qu’une pince de transport de bague en liaison mobile avec le châssis par le système de déplacement selon un axe principal perpendiculaire à l’axe longitudinal dudit tube. Ladite pince présente un logement de réception de bague à sertir de sorte que ce logement se trouve en position alignée avec le tube de compression suite au déplacement deux axes réalisé par le système de déplacement.

[0012] Selon des modes de réalisation préférés :

- le pistolet comporte également un tuyau de distribution de bague qui relie une réserve de bagues au logement de la pince lorsque le châssis est en position initiale;

- le logement de réception de bague se trouve en extrémité de la pince de transport de bague;

- la poignée comporte au moins deux gâchettes de commande et une unité de pilotage en liaison avec les gâchettes, une première gâchette de commande de distribution de bague, depuis le réservoir jusqu’au logement de réception de la pince, et du système de déplacement deux axes pour un positionnement de la réception de pince en alignement avec l’axe longitudinal du tube de compression, cette même gâchette étant à nouveau actionnée après avoir engagé la bague sur la tige de rivet pour la commande de retrait de la pince jusqu’à sa positon initiale, et une deuxième gâchette, indépendante de la première, de pilotage de sertissage de bague, ce qui permet en cas de panne de la distribution automatisée, de continuer à pouvoir sertir des bagues avec un positionnement manuel ;

- le module comporte un premier vérin pneumatique monté sur l’embase de fixation selon un axe parallèle à l’axe longitudinal du tube, et un deuxième vérin pneumatique monté sur le châssis selon un deuxième axe perpendiculaire audit axe longitudinal, de sorte que la réception de pince est apte à se déplacer selon deux axes entre une position, correspondant à la position initiale du châssis, et la position alignée avec ledit axe longitudinal.

PRÉSENTATION DES FIGURES [0013] D’autres données, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description non limitée qui suit, en référence aux figures annexées qui représentent, respectivement :

- les figures 1a et 1b, des vues respectivement en perspective de panneaux à assembler par sertissage d’une bague sur un rivet et en coupe du pistolet de sertissage lors de la compression de la bague (déjà commentées);

- la figure 2, une vue en perspective d’un exemple de pistolet de sertissage selon l’invention en position de sertissage ;

- les figures 3a à 3c, trois vues supérieures du module de positionnement de bague du pistolet de sertissage selon la figure 1 respectivement en position initiale de base (figure 3a), après une translation selon un premier axe (figure 3b), puis une translation selon un second axe (figure 3c) perpendiculaire au premier pour atteindre la position de sertissage ;

- la figure 4, une vue en perspective du tube avec son module de positionnement de bague de l’exemple de pistolet selon la figure 2, après l’engagement d’une bague et de ce tube sur une tige de rivet à sertir, et

- la figure 5, une vue en perspective de l’exemple de pistolet de sertissage selon l’invention après retour du châssis en sa position initiale.

DESCRIPTION DETAILLEE [0014] Dans le présent texte, les termes « supérieur », « inférieur » et leurs dérivés, ainsi que « vertical » et « horizontal » et leurs dérivés, se rapportent à des localisations d’éléments ou de parties d’éléments tels que positionnés en utilisation. De plus, dans la description ci-dessous, des signes de référence identiques se rapportent à un même élément et renvoient au(x) passage(s) du texte qui le décrive(nt).

[0015] En référence à la vue en perspective de la figure 2, un exemple de pistolet de sertissage 2 selon l’invention est présenté en position dite de sertissage. Le pistolet de sertissage 2 comporte classiquement une poignée 21 et un tube de compression de bague 22 du même type que le tube « T » décrit en référence à la figure 1b. Ce tube 22 s’étend selon un axe longitudinal X’X et est monté sur la poignée 21 via une connexion coaxiale multi-cylindrique 23.

[0016] De plus, un module de positionnement de bague 3 est fixé sur le tube 22, à proximité de la connexion 23. Ce module 3 comporte une embase 31 solidarisée au tube 22, un châssis 32 mobile en liaison avec l’embase fixe 31, ainsi qu’une pince 33 montée sur le châssis 32 et s’étendant selon un axe principal ΥΎ perpendiculaire à l’axe longitudinal X’X.

[0017] Le pistolet 2 tel qu’illustré est en position de sertissage dans laquelle l’extrémité 33e de la pince 33 logeant une bague 12 est alignée avec le tube 22 selon l’axe longitudinal X’X. Le sertissage consiste alors à engager la bague 12 - provenant d’une réserve (non représentée) et acheminée par un tuyau de distribution 34 - et le tube 22 sur la tige de rivet 10, à retirer la pince 33 puis à comprimer la bague sur cette tige par la mâchoire 14 comme décrit ci-dessus en référence à la figure 1b.

[0018] Les vues en perspective des figures 3a à 3c illustrent plus précisément la mise en place de la bague 12 en alignement avec le tube de compression 22 (position de sertissage) depuis une position initiale de base du module 3. Des tuyaux d’air (non représentés) sur embouts 6 sont connectées aux moyens de poussée pneumatique, comme les vérins 4 et 5 décrits ci-dessous.

[0019] Dans cette position initiale de base (figure 3a), la bague 12 est guidée dans le tuyau de distribution 34 à partir de la réserve (non représentée) jusqu’à un logement de réception 33r formé en extrémité de pince 33e. Le guidage est réalisé par soufflage dans le tuyau 34 depuis la réserve. Le logement 33r est alors positionnée contre une extrémité du tuyau 34 et la pince 33 est agencée en double retrait du tube de compression 22 sur les axes X’X et ΥΎ.

[0020] Dans la position intermédiaire (figure 3b), le châssis 32 est déplacé (flèche F1) selon l’axe longitudinal X’X par rapport à l’embase 31 par la poussée exercée par la tige 4t d’un premier vérin pneumatique 4 d’axe parallèle à l’axe longitudinal X’X et de corps 4c (qui apparaît en traits pointillés) porté par l’embase 31. Ce premier déplacement permet de positionner la pince 33 jusqu’au niveau de l’extrémité de tube 22e selon l’axe longitudinal X’X, l’extrémité de pince 33e restant décalée par rapport au tube 22 selon l’axe principal ΥΎ.

[0021] Puis, en référence à la position de sertissage (figure 3c), un second déplacement est opéré. Le châssis 32 est ainsi déplacé (flèche F2) selon l’axe principal ΥΎ de la pince 33 par la poussée actionnée par la tige 5t d’un deuxième vérin pneumatique 5 d’axe parallèle à l’axe ΥΎ. Le corps 5c de ce vérin 5 est porté par une sous-structure 32s du châssis 32 qui ne se déplace qu’en liaison longitudinale avec l’embase 31 selon l’axe X’X, conformément au premier déplacement.

[0022] Après le second déplacement du châssis 32, l’extrémité de pince 33e est alors agencée en alignement avec le tube de compression 22, et avantageusement juste devant ce tube 22. Le logement de bague 33r en extrémité de pince 33e et le tube de compression 22 alors alignés sont engagés sur la tige de rivet 10 qui a été introduite dans les panneaux 1a et 1b à assembler. Un alignement au plus près du logement 33r et du tube 22 facilite leur engagement.

[0023] L’ acheminement initial de la bague 12 jusqu’à son logement 33r, ainsi que les premiers et seconds déplacements sont gérés et coordonnés par une unité de pilotage (non visible) située dans la poignée de pistolet 21 (cf. figure 3a). Une pression exercée sur une première gâchette 1G transmet un signal à l’unité de pilotage qui déclenche, séquentiellement, les poussées pneumatiques dans le tuyau 34 ainsi que dans les vérins 4 et 5 selon un premier groupement de commandes.

[0024] La vue en perspective de la figure 4 illustre le positionnement de la bague 12 et du tube de compression 22 après leur engagement par l’opérateur sur la tige de rivet 10, en vue du sertissage. Une deuxième pression exercée sur la première gâchette 1G envoie un signal de retrait de la pince 33 à l’unité de pilotage qui actionne le vérin 5 puis le vérin 4 pour revenir en position initiale de base. Ces mouvements de retrait entraînent le châssis selon les axes ΥΎ et X’X en des déplacements inverses de ceux illustrés, respectivement, par les figures 3c et 3b. La pince 33 revient dans la position initiale de base illustrée par la figure 5 après libération de la bague 12 (cf. figure 4).

[0025] L’opérateur avance alors le tube de compression 22 de sorte à enserrer la bague 12. Par une pression sur la gâchette 2G, l’unité de pilotage transmet la commande de sertissage au tube 22 qui procède à la compression de la bague 12 et à la rupture de la tige 10 par traction hydraulique (flèche F0), comme décrit en référence à la figure 1b. Alternativement, la commande de sertissage est déclenchée automatiquement par l’unité de pilotage, après un intervalle de temps déterminé à partir du retrait de la pince 33. Les commandes déclenchées par les pressions sur la gâchette 2G sont avantageusement regroupées dans un deuxième groupement de commande. Ainsi la deuxième gâchette 2G est indépendante de la première 1G, ce qui permet de sertir les bagues avec un positionnement manuel en cas de problème, par exemple en cas de panne de la distribution automatique de bagues 12.

[0026] L’ invention n’est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés. Ainsi, il est possible d’ajouter d’autres modules optionnels, comme un module de détection de mouvement du châssis, ou de décomposer le module décrit ci-dessus en sous-modules fonctionnels. Par ailleurs, la pince reçoit la 5 bague dans un logement qui être aménagé sur partie appropriée de la pince, par exemple en fonction de la forme de celle-ci.

[0027] De plus, l’unité de pilotage peut être avantageusement adaptée pour traiter une succession de sertissages de bagues sur des tiges de rivet préalablement localisées selon une configuration prédéfinie. Une gestion 10 automatisée des mouvements de la pince et du tube de compression est ainsi opérée en fonction des localisations de chaque tige de rivet. En outre, cette unité de pilotage peut être agencé dans le tube de compression du pistolet ou hors du pistolet et transmettre les commandes au distributeur de bagues et aux vérins, par liaison hertziennes.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de sertissage automatisé de bague (12) sur une tige de rivet (10), caractérisé en qu’il consiste à guider et positionner automatiquement une bague (12) dans une pince (33) à partir d’une réserve, puis à aligner automatiquement la bague (12) portée par la pince (33) avec et en avant d’un tube de compression (22) de pistolet de sertissage (2) puis, au moins un rivet (R) étant mis en place dans un assemblage de pièces à solidariser (1a, 1b), à engager la bague (12) et le tube de compression (22) sur la tige (10) du rivet (R) qui ressort de l’assemblage jusqu’à une position de sertissage, à mettre en retrait la pince (33) pour libérer la bague (12) puis, ledit tube (22) étant avancé le long de la tige de rivet (10) pour enserrer cette bague (12), à actionner une compression de la bague (12) dans ledit tube (22) pour réaliser le sertissage et à rompre la tige (10) qui dépasse de la bague (12) par l’exercice d’une traction interne audit tube (22).
2. Procédé de sertissage selon la revendication 1, dans lequel une unité de pilotage traite automatiquement des commandes de distribution de bague (12) depuis la réserve jusqu’à la pince (33), de positionnement de cette pince devant le tube de compression du pistolet en alignement d’axe (X’X) avec celui-ci, de retrait de la pince (33) après engagement de la bague (12) et dudit tube (22) sur la tige de rivet (10), de sertissage de la bague (12) sur cette tige (10) et de rupture de la tige (10).
3. Procédé de sertissage selon la revendication précédente, dans lequel les commandes sont regroupées en une première commande de guidage de la bague (12), de positionnement de cette bague (12) dans la pince (33) et d’alignement automatique de cette pince (33) avec le tube de compression (22), et en une deuxième commande de retrait de la pince (33) dans sa position initiale puis, après un intervalle de temps déterminé de mise en place du tube de compression (22) sur la bague (12), de compression de la bague (12) et de rupture de la tige (10).
4. Procédé de sertissage selon l’une quelconque des revendications 2 ou 3, dans lequel l’unité de pilotage est adaptée pour traiter automatiquement ίο une succession de sertissages de bagues (12) sur des tiges de rivet (10) préalablement localisées par une gestion automatisée des mouvements de la pince (33) et du tube de compression (22) en fonction des localisations de ces tiges de rivet (10).
5. Procédé de sertissage selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la distribution de bague (12) est réalisée par guidage sous une pression de soufflage depuis la réserve pour venir se loger dans la pince (33).
6. Pistolet de sertissage (2) de mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, ce pistolet (2) comportant un tube de compression de bague (22) d’axe longitudinal (X’X), ainsi qu’une poignée (21) de prise et de pilotage de ce tube (22) est caractérisé en ce qu’il comporte également un module de positionnement de bague (3) composé d’une embase de fixation (31) sur ledit tube (22), d’un châssis (32) en liaison mobile avec l’embase (31) par un système de déplacement (4, 5) selon un axe parallèle à l’axe longitudinal (X’X) dudit tube (22) à partir d’une position initiale, ainsi qu’une pince de transport de bague (33) en liaison mobile avec le châssis (32) par le système de déplacement (4, 5) selon un axe principal (ΥΎ) perpendiculaire à l’axe longitudinal du tube, et en ce que ladite pince (33) présente un logement (33r) de réception de bague à sertir (12) de sorte que ce logement (33r) se trouve en position alignée avec le tube de compression (22) suite au déplacement deux axes (X’X, ΥΎ) réalisé par le système de déplacement (4, 5).
7. Pistolet de sertissage selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comporte également un tuyau de distribution de bague (34) qui relie une réserve de bagues (12) au logement (33r) de la pince (33) lorsque le châssis (32) est en position initiale.
8. Pistolet de sertissage selon l’une quelconque des revendications 6 ou 7, dans lequel le logement de réception de bague (33r) se trouve en extrémité (33e) de la pince de transport de bague (33).
9. Pistolet de sertissage selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel la poignée (21) comporte au moins deux gâchettes de commande (1G, 2G) et une unité de pilotage en liaison avec les gâchettes (1G,

2G), une première gâchette (1G) dédiée à la commande de distribution de bague (12), depuis le réservoir jusqu’au logement (33r) de réception de la pince (33), et du système de déplacement (4, 5) deux axes (X’X, ΥΎ) pour un positionnement du logement de pince (33r) en alignement avec l’axe longitudinal (X’X) du tube de 5 compression (22), cette même gâchette (1G) étant à nouveau actionnée après avoir engagé la bague sur la tige de rivet pour la commande de retrait de la pince (33) jusqu’à sa position initiale, et une deuxième gâchette (2G), indépendante de la première, de pilotage de sertissage de bague (12).
10. Pistolet de sertissage selon l’une quelconque des revendications 10 6 à 9, dans lequel le module de positionnement (3) comporte un premier vérin pneumatique (4) monté sur l’embase de fixation (31) selon un axe parallèle à l’axe longitudinal (X’X) du tube de compression (22), et un deuxième vérin pneumatique (5) monté sur le châssis (32) selon un deuxième axe perpendiculaire audit axe longitudinal (X’X), de sorte que la logement de réception de pince (33r) est apte à 15 se déplacer selon deux axes (X’X, ΥΎ) entre une position, correspondant à la position initiale du châssis (32), et la position alignée avec ledit axe longitudinal (X’X)·