FR3080554A1 - Machine pour coller une piece sur un element de support avant les operations d'usinage et son procede - Google Patents

Abstract

Cette machine (2) pour coller une pièce (3) de forme annulaire avant les opérations d'usinage comprend : un ensemble de support (21) adapté pour recevoir un élément de support (214) amovible ayant une surface supérieure pour recevoir une pièce (3) ; un système de distribution de colle (25) adapté pour appliquer une quantité prédéfinie de colle sur une face d'au moins l'un parmi la pièce (3) et l'élément de support (214) ; un ensemble de préhension (22) pour placer une pièce (3) sur l'élément de support (214) ; un système d'éclairage (23) adapté pour éclairer la colle appliquée avec de la lumière ultraviolette, ce système d'éclairage comprenant : au moins un élément d'éclairage interne (232) pour éclairer radialement une face radiale interne de la pièce (3) de forme annulaire avec de la lumière ultraviolette, et au moins un élément d'éclairage externe (231) pour éclairer radialement une face radiale externe de la pièce (3) de forme annulaire avec de la lumière ultraviolette.

Description

MACHINE POUR COLLER UNE PIECE SUR UN ELEMENT DE SUPPORT AVANT LES OPERATIONS D’USINAGE ET SON PROCEDE

Domaine technique de l’invention

La présente invention concerne une machine et un procédé pour coller une pièce sur un élément de support avant les opérations d’usinage.

L’invention concerne plus généralement la fabrication de pièces mécaniques par retrait de matière ; c'est-à-dire par des procédés de fabrication soustractifs, tel que le tournage dur, et plus spécifiquement la fabrication de bagues de palier.

Contexte de l’invention

On sait fabriquer des pièces mécaniques en utilisant un dénommé processus de meulage, qui comprend une succession d’opérations de meulage réalisées sur une pièce en utilisant plusieurs machines différentes. Cependant, les processus de meulage sont longs à mettre en œuvre, ce qui est un sérieux inconvénient si les cycles de production sont courts. Ils nécessitent de définir de nombreux réglages spécifiques à l’application, qui les rendent compliquer à mettre en œuvre dans un contexte industriel. En outre, ils peuvent conduire à des abus de brûlure et provoquer un endommagement permanent sur la pièce.

Afin d’éviter ces inconvénients, on sait fabriquer des pièces en utilisant un dénommé processus de tournage dur, dans lequel toutes les opérations de formage de la pièce par retrait de matière sont réalisées sur une seule machine. Le processus de fabrication est ainsi raccourci et le risque d’abus de brûlure est réduit. Cependant, afin d’obtenir une précision géométrique satisfaisante de la pièce usinée, la pièce doit être fermement maintenue en place pendant l’usinage. En pratique, la pièce est maintenue par au moins l’une de ses faces, par exemple à l’aide d’un outil de serrage magnétique, ou à l’aide de colle instantanée telle que le cyanoacrylate pour maintenir une face de la pièce sur un substrat rigide plat.

Si la pièce est une pièce mécanique de forme annulaire censée être utilisée dans une bague de palier, alors la pièce peut être maintenue par sa face inférieure ou par sa face supérieure, tandis que les faces radiales externe et interne et la face résiduelle sont usinées.

Cependant, ces procédés connus présentent certains inconvénients. Dans certains cas, les pièces peuvent être trop petites pour être serrées de manière adéquate avec des outils de serrage magnétiques, augmentant ainsi le risque de mouvement involontaire pendant l’usinage. Pour ce qui est du collage de la pièce avec la colle instantanée, il y a un risque que, lorsque la pièce est retirée du substrat, une fois que les opérations d’usinage sont terminées, les forces résiduelles libérées dans la pièce puissent provoquer une déformation de la pièce, se traduisant par des erreurs de circularité inacceptables. Il y a également un risque de déformation de la face collée.

Le brevet US-7 172 676 décrit l’utilisation de colle durcissable aux UV pour assembler une pièce à une installation qui a des points de fixation transparents aux UV. Cependant, dans certaines applications, il n’est pas toujours possible d’utiliser une installation avec des points de fixation transparents.

Résumé de l’invention

Il existe donc un besoin pour une machine et un procédé pour coller une pièce avant les opérations d’usinage, dans lesquelles la pièce à usiner est maintenue en place afin de minimiser le risque de mouvement involontaire tout en évitant des déformations involontaires de la pièce.

A cette fin, l’invention concerne une machine pour coller une pièce de forme annulaire avant les opérations d’usinage, dans laquelle la machine comprend :

un ensemble de support adapté pour recevoir un élément de support amovible ayant une surface supérieure pour recevoir une pièce ;

un système de distribution de colle adapté pour appliquer une quantité prédéfinie de colle sur une face d’au moins l’un parmi la pièce et l’élément de support ;

un ensemble de préhension pour placer une pièce sur l’élément de support ;

un système d’éclairage adapté pour éclairer la colle appliquée avec une lumière ultraviolette, ce système d’éclairage comprenant :

• au moins un élément d’éclairage interne pour éclairer radialement une face radiale interne de la pièce de forme annulaire avec la lumière ultraviolette, et • au moins un élément d’éclairage externe pour éclairer radialement une face radiale externe de la pièce de forme annulaire avec la lumière ultraviolette.

Dans la machine ci-dessus, l’utilisation de la colle activée par la lumière ultraviolette au lieu de la colle instantanée réduit le risque de déformation involontaire de la pièce à la fois pendant les opérations d’usinage et après les opérations d’usinage lorsque la pièce doit être retirée de la palette. De plus, l’éclairage radial de la colle à la fois de la face interne et de la face externe de la pièce de forme annulaire permet un meilleur durcissement de la colle, réduisant ainsi le risque de défauts de surface sur la face collée de la pièce.

Selon les aspects et les modes de réalisation avantageux, l’invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, considérées seules ou selon toutes les combinaisons techniques possibles :

La colle appliquée est de la colle à haute viscosité activée par la lumière ultraviolette.

Les éléments d’éclairage interne et externe comprennent chacun une source de lumière ultraviolette comprenant un ou plusieurs tubes de lampe fluorescents ou de diodes électroluminescentes ou des lampes halogènes ou des lampes à décharge de gaz.

Le système d’éclairage comprend une structure d’éclairage interne comprenant au moins un élément d’éclairage interne et une structure d’éclairage externe comprenant au moins un élément d’éclairage externe, les structures d’éclairage interne et externe ayant une forme annulaire ou toroïdale, la structure d’éclairage interne ayant un plus petit rayon que l’élément d’éclairage externe, les structures d’éclairage interne et externe étant adaptées pour être alignées avec la pièce autour d’un même axe d’alignement.

L’ensemble de préhension comprend un bras prévu avec au moins un élément magnétique pour exercer une force magnétique sur au moins une partie de la pièce, afin d’attirer et de maintenir la pièce fixée sur l’ensemble de préhension.

La machine comprend en outre un système de mesure adapté pour détecter une erreur de position de la pièce par rapport à l’élément de support, ledit système de mesure comprenant au moins un dispositif de mesure de position comprenant des moyens de reconnaissance optiques, tel qu’un capteur d’image ou un capteur de lumière.

La machine comprend en outre un bras robotisé pour charger et décharger l’élément de support et/ou pour charger et décharger la pièce.

La pièce est une bague métallique censée être utilisée dans un palier, de préférence un palier à billes.

Selon un autre aspect, l’invention concerne une ligne de production industrielle comprenant une machine de collage et une machine-outil, la machine de collage étant adaptée pour coller une pièce à usiner sur un élément de support amovible avant son transfert vers la machine-outil, la machine-outil étant adaptée pour réaliser des opérations d’usinage sur la pièce collée sur l’élément de support, dans laquelle la machine de collage est telle que mentionnée précédemment.

Selon un autre aspect, l’invention concerne un procédé pour coller une pièce avant les opérations d’usinage à l’aide de la machine de collage telle que précédemment décrite, dans lequel ce procédé comprend les étapes consistant à :

a) prévoir un élément de support amovible ayant une surface supérieure pour recevoir une pièce et placer l’élément de support sur l’ensemble de support ;

b) prévoir une pièce de forme annulaire à usiner ;

c) coller la pièce sur l’élément de support en :

• appliquant une quantité prédéfinie de colle sur une face d’au moins l’un parmi la pièce et l’élément de support, à l’aide du système de distribution de colle ;

• amenant en contact la pièce avec l’élément de support, le long de la face comprenant la colle appliquée, à l’aide de l’ensemble de préhension ;

d) éclairer la colle appliquée avec une lumière ultraviolette, à l’aide du système d’éclairage, en éclairant radialement à la fois la face radiale interne et la face radiale externe de la pièce de forme annulaire, respectivement à l’aide d’un élément d’éclairage interne et d’un élément d’éclairage externe du système d’éclairage.

Brève description des dessins

L’invention ressortira plus clairement suite à la lecture des descriptions suivantes, uniquement proposées à titre d’exemples, et réalisées en référence aux dessins joints, dans lesquels :

la figure 1 est une représentation simplifiée d’une machine exemplaire selon l’invention pour coller une pièce avant les opérations d’usinage, illustrée sur une vue de face ;

la figure 2 est une représentation simplifiée de la machine de la figure 1, illustrée sur une vue latérale ;

la figure 3 et la figure 4 sont des illustrations simplifiées d’un ensemble de préhension magnétique appartenant à la machine des figures 1 et 2 ;

la figure 5 est une représentation simplifiée d’une palette de la machine des figures 1 et 2 pour maintenir une pièce à usiner, illustrée sur une vue en coupe le long d’une section transversale ;

la figure 6 est une représentation schématique d’un système de distribution de colle automatique appartenant à la machine des figures 1 et 2 ;

les figures 7 et 10 sont des représentations simplifiées d’une machine exemplaire pour coller une pièce selon un autre mode de réalisation de l’invention ;

la figure 8 est une représentation simplifiée d’un autre mode de réalisation de l’ensemble de préhension de la figure 3 ;

la figure 9 est une représentation simplifiée d’un autre mode de réalisation de la palette de la figure 5.

Description détaillée de certains modes de réalisation

Les figures 1 et 2 illustrent une partie d’une ligne de production 1 pour fabriquer des pièces mécaniques. La ligne de production 1 comprend une machine 2 pour coller une pièce 3, par exemple avant les opérations d’usinage.

Selon des modes de réalisation préférés, les pièces mécaniques sont de forme annulaire. Dans cet exemple, les pièces sont réalisées à partir de métal.

Dans cet exemple illustratif, la ligne de production 1 est configurée pour fabriquer des bagues de palier, de préférence des bagues de palier pour des applications aérospatiales. Dans ce cas, les pièces sont des bagues métalliques qui sont censées être utilisées dans des paliers, de préférence dans des paliers de type roulement à billes.

Dans la présente description, à titre d’exemple, une pièce de forme annulaire a une forme cylindrique creuse centrée sur un axe central longitudinal. La pièce s’étend, le long de l’axe central longitudinal, entre une face plate supérieure et une face plate inférieure. La pièce s’étend radialement entre une face radiale interne circulaire et une face radiale externe circulaire. La direction radiale est perpendiculaire à l’axe central longitudinal. La face radiale interne et la face radiale externe sont centrées sur l’axe central longitudinal et sont agencées de manière coaxiale l’une autour de l’autre et autour de l’axe central longitudinal. Le rayon de la face externe est supérieur au rayon de la face interne. La hauteur de la pièce, mesurée le long de l’axe central longitudinal, est de préférence égale ou inférieure au rayon de la face externe. La pièce peut comprendre une partie de bride.

Selon certains modes de réalisation de l’invention, la ligne de production 1 comprend une station de traitement thermique, une station de collage, une station d’usinage, et une station d’assemblage pour assembler un produit final sur la base de la pièce. La ligne de production 1 peut également comprendre une station de contrôle pour réaliser le contrôle de qualité de la pièce usinée. La ligne de production peut également comprendre une station de lavage pour nettoyer la pièce après le décollage et avant les étapes successives, en particulier avant l’assemblage final.

La pièce 3 est fabriquée en étant successivement soumise à des opérations spécifiques dans chaque station. Par exemple, la pièce est tout d’abord soumise à un traitement thermique dans la station de traitement thermique. Ensuite, la pièce est transférée dans la station de collage, où l’une de ses faces inférieure ou supérieure est collée sur une structure de support, telle qu’une palette, dont un exemple est décrit ultérieurement. Ensuite, la pièce 3 est transférée dans la station d’usinage où elle est usinée par retrait de matière avec la machine-outil, de préférence à l’aide d’un processus de tournage dur, bien que d’autres processus de fabrication soustractifs puissent être utilisés à la place, tel qu’un usinage par décharge électrique. Par exemple, une certaine partie de matière appartenant à la pièce est sélectivement retirée de la pièce afin de définir la forme de la face interne et de la face externe.

Une fois que l’usinage est terminé, la pièce est décollée de l’élément de support et peut être transférée dans la station de contrôle et/ou la station de lavage.

Finalement, la pièce est transférée à la station d’assemblage, où une pièce finale est assemblée en utilisant la pièce usinée. Par exemple, si la pièce finale à assembler est un palier, alors lé palier est assemblé pendant cette étape finale à la station d’assemblage, en assemblant la pièce de forme annulaire avec d’autres composants de palier tel qu’un boîtier et des éléments de roulement tels que des billes ou des aiguilles.

La ligne de production 1 peut être automatisée partiellement ou dans son ensemble.

Dans l’exemple ci-dessus, la machine 2 est associée à la station de collage pour réaliser des opérations de collage afin de maintenir la pièce pendant les opérations d’usinage successives. Il faut cependant comprendre que la machine 2 peut être utilisée indépendamment de la ligne de production 1 exemplaire décrite ci-dessus.

La machine 2 comprend également un premier bras robotisé 4 et un second bras robotisé 5. Dans d’autres modes de réalisation, les bras robotisés 4 et 5 font partie de la ligne de production 1 au lieu de faire partie de la machine 2.

Le bras robotisé 4 est adapté pour charger et pour décharger, sur la machine 2, un élément de support 214 pour recevoir la pièce 3. Le bras robotisé 4 est adapté pour charger et pour décharger une pièce 3 sur l’élément de support 214. Les bras robotisés 4 et 5 comprennent, sur leur extrémité distale respective, un outil de préhension 41 et 51.

Par exemple, le bras robotisé 4 est configuré pour saisir un élément de support 214 d’un espace de stockage et charger cet élément de support 214 sur la machine 2. Le bras robotisé 4 est en outre configuré pour retirer l’élément de support 214 après l’achèvement des opérations de collage, par exemple afin de transférer l’élément de support 214 et la pièce 3 à la station (aux stations) suivante(s) de la ligne de production 1, par exemple à une station d’usinage. Le bras robotisé 5 est configuré pour saisir une pièce 3 d une zone de stockage de la ligne de production 1 positionnée en amont de la machine 2 et pour charger la pièce 3 sur l’élément de stockage 214. Par exemple, la zone de stockage est une zone ou une unité de stockage où les pièces 3 sont stockées temporairement avant l’opération de collage, par exemple après qu’elles ont été soumises aux opérations de traitement thermique.

Les modes de réalisation de la machine 2 peuvent en outre comprendre une unité de commande programmable 6. Par exemple, l’unité de commande 6 comprend une unité de traitement centrale électronique ainsi qu’une mémoire informatique, de préférence une mémoire informatique non volatile. La mémoire stocke des instructions exécutables lisibles par machine censées être exécutées par l’unité de traitement centrale pour faire fonctionner automatiquement la machine 2. L’unité 6 est raccordée à la machine 2 par le biais d’une barre omnibus de données de communication, telle qu’un bus de terrain, ou par le biais d’une liaison de données filaire ou même sans fil. Dans certains modes de réalisation, l’unité 6 peut plutôt faire partie de la ligne de production 1. Les bras robotisés 4 et 5 peuvent être entraînés par I unité 6 ou en variante, par une unité de commande séparée qui est néanmoins coordonnée avec l’unité 6.

Comme illustré sur les figures 1 et 2, la machine 2 comprend un ensemble de support mobile 21, un ensemble de préhension magnétique 22, un système d’éclairage 23, un système de mesure de position et d’alignement 24, un système de distribution de colle 25 et au moins un moteur principal 26 pour déplacer le système d’éclairage 23 et l’ensemble de préhension 22. De préférence, ces éléments de la machine 2 sont adaptés pour être commandés automatiquement par l’unité 6. Dans l’exemple illustré, la lettre de référence « Z » désigne un axe vertical fixe et les lettres de référence « X » et « Y » désignent deux axes horizontaux fixes perpendiculaires l’un par rapport à l’autre et à l’axe vertical Z.

L ensemble de support 21 est adapté pour recevoir l’élément de support amovible 214, également dénommé palette 214, pour recevoir une pièce 3. L’ensemble de support 21 est adapté pour déplacer la pièce 3 le long de plusieurs degrés de liberté d’une manière contrôlée, par exemple en translation le long des axes X et Y et en rotation le long de l’axe Z. L’ensemble de support 21 est mobile par rapport à un bâti fixe de la machine 2.

Dans cet exemple, l’ensemble de support 21 comprend, empilées les unes sur les autres le long de l’axe Z, en ordre ascendant : une table coulissante principale 211, une table coulissante transversale 212, une table rotative 213 et la palette 214 amovible placée sur la table rotative 213. Par exemple, la table coulissante principale 211 est adaptée pour se déplacer le long de l’axe X, en coulissant le long des moyens de guidage 215, tels qu’un ou plusieurs rails ou crémaillères, posés sur un plancher de la machine 2 ou fixés sur le bâti fixe de la machine 2. De préférence, la table coulissante principale 211 est adaptée pour se déplacer en translation le long de l’axe X d’un côté à l’autre de la machine 2 entre des zones de chargement / déchargement qui peuvent être à proximité de ou à côté des autres stations de la ligne de production 1. La table 212 se déplace le long de Ja direction Y par rapport à la table 211. La table 213 tourne autour de l’axe Z par rapport à la table 212. Le mouvement des tables 211, 212 et 213 est actionné par des éléments de moteur, tels que des moteurs pas à pas.

La figure 5 illustre un mode de réalisation exemplaire de la palette 214. La palette 214 comprend un côté supérieur 2141, également désigné par le terme de surface supérieure 2141, un côté inférieur 2142, des mâchoires 2143 et un mandrin pneumatique à haute précision 2144. Le côté supérieur 2141 est une surface plate sur laquelle la pièce 3 peut être collée en appliquant une quantité prédéfinie de colle 7 entre l’une parmi la face inférieure ou supérieure de la pièce 3 et les régions correspondantes du côté supérieur 2141. Dans l’exemple illustré, l’espace entre la pièce 3 et le côté supérieur 2141 est exagéré à des fins illustratives. Cependant, en pratique, l’espace entre la pièce 3 et le côté supérieur 2141 peut être plus petit. Le côté supérieur 2141 est fixé sur le dessus du côté inférieur 2142. Les mâchoires 2143 couplent mécaniquement, d’une manière amovible, le côté inférieur 2142 avec le mandrin 2144. Le mandrin 2144 est adapté pour être fixé de manière amovible sur la partie supérieure de la table rotative 213 de l’ensemble de support 21, par exemple en utilisant de la pression d’air pour maintenir le mandrin 2144 sur la table 213.

Dans cet exemple, lorsque la pièce 3 est en position sur la palette 214, les faces supérieure et inférieure de la pièce 3 sont parallèles au plan géométrique défini par les axes X et Y. L’axe central longitudinal de la pièce 3 est aligné parallèlement à l’axe Z.

A nouveau en référence aux figures 1 et 2, l’ensemble de préhension magnétique 22 est adapté pour maintenir la pièce 3 après qu’elle a été chargée dans la machine 2 par le bras robotisé 4 et également pour déplacer la pièce 3 en translation le long de l’axe Z. L’ensemble de préhension 22 comprend au moins un bras 211 et des moyens de guidage de bras 222 pour déplacer les bras 221 le long de l’axe Z.

Dans cet exemple, les moyens de guidage de bras 222 sont prévus au niveau d’une extrémité distale de chaque bras 221. Par exemple, les moyens de guidage de bras 222 comprennent des roues ou des éléments roulants qui coopèrent avec des structures de guidage 226, telles que des barres de guidage. Les structures de guidage 226 sont agencées verticalement le long de l’axe Z. Chaque bras 221 est associé à une structure de guidage 226. Selon certains modes de réalisation, le mouvement de l’ensemble de préhension 22 le long de l’axe Z est entraîné par le mouvement du système d’éclairage 23, comme cela sera expliqué dans la partie suivante.

Dans ce mode de réalisation, l’ensemble de préhension 22 comprend trois de ces bras 221. Le nombre de structures de collage 226 est ici égal à trois. Comme on peut le voir sur la figure 1, les bras 221 sont de préférence agencés selon un motif en étoile, avec leur extrémité proximale respective qui converge vers un point central, tout en s’étendant radialement vers l’extérieur à distance de ce point central de sorte que leurs extrémités 10 distales sont agencées le long d’un cercle centré sur le point central et se trouvant dans le plan géométrique horizontal défini par les axes X et Y. Par exemple, les bras 221 sont espacés à équidistance, par exemple avec un angle de séparation de 120° entre deux bras 221 adjacents. D’autres agencements sont possibles.

Sur l’illustration de la figure 2, la pièce 3 est représentée fixée à l’ensemble de préhension magnétique 2, avant son collage sur la palette 214. La pièce 3 est illustrée sur une vue en coupe. Le numéro de référence 3’ indique la position occupée par la pièce 3 une fois qu’elle est collée sur la palette 214.

Comme illustré sur la figure 4, chaque bras 221 comprend un ou plusieurs éléments magnétiques 223 qui sont censés exercer une force magnétique sur au moins 20 une partie de la pièce 3, afin de l’attirer et de la maintenir fixée sur l’ensemble de préhension 22. L’agencement spatial de l’élément (des éléments) magnétique(s) 223 (et des bras 221) est choisi en fonction de la forme et des dimensions de la pièce 3.

Par exemple, chaque bras 221 comprend une partie principale ayant une forme longitudinale. Chaque bras 221 porte l’élément (les éléments) magnétique(s) 223. Dans 25 l’exemple illustré, chaque bras 221 comprend deux éléments magnétiques 223 qui sont agencés sur cette partie principale, alignés l’un par rapport à l’autre. En pratique, une même machine 2 peut être utilisée avec des pièces de différentes dimensions. Par conséquent, plusieurs éléments magnétiques 223 peuvent être placés sur chaque bras 221 en fonction de ces différentes dimensions, ce qui signifie que l’on peut n’utiliser que 30 certains des éléments magnétiques 223 d’un bras 221 pendant les opérations réalisées sur une pièce 3.

Les éléments magnétiques 223 sont de préférence des aimants permanents. Dans des modes de réalisation en variante, les éléments magnétiques 223 sont des électroaimants.

Comme illustré dans le mode de réalisation exemplaire de la figure 4, chaque élément magnétique 223 est de préférence un ensemble comprenant au moins une pièce de matériau magnétique 224, de préférence deux de ces pièces 224, et un élément non magnétique 225, par exemple formant une structure ou corps de support de l’élément magnétique 223. Par exemple, le matériau magnétique 224 est du fer et l’élément non magnétique 225 est du laiton. On peut choisir d’autres matériaux.

A nouveau en référence aux figures 1 et 2, le système d’éclairage 23 est adapté pour éclairer la pièce 3, de préférence avec une lumière ultraviolette, après que la colle 7 a été appliquée entre la pièce 3 et la palette 214.

A cette fin, le système d’éclairage 23 comprend au moins un élément d’éclairage externe 231, au moins un élément d’éclairage interne 232 et une structure de support sur laquelle les éléments d’éclairage externe et interne 231, 232 sont montés.

Les éléments d’éclairage internes 232 sont adaptés pour éclairer radialement la face interne de la pièce 3, c'est-à-dire pour émettre de la lumière le long d’une direction radiale de la pièce 3. Lorsque la pièce 3 est en position sur la palette 214, les éléments d’éclairage internes 232 sont au moins partiellement reçus à l’intérieur du noyau creux central de la pièce de forme annulaire 3.

Les éléments d’éclairage externes 231 sont adaptés pour éclairer radialement la face externe de la pièce 3, c'est-à-dire pour émettre de la lumière le long d’une direction radiale de la pièce 3. Lorsque la pièce 3 est en position sur la palette 214, les éléments d’éclairage externes 231 entourent la périphérie externe de la pièce 3.

Dans l’exemple illustré, les éléments d’éclairage internes 232 sont fixés à une partie centrale 234 de la structure de support du système d’éclairage 23. Les éléments d’éclairage externes 231 sont positionnés sur une partie externe 236 de la structure de support et entourant la partie centrale 234. Par exemple, la structure d’éclairage externe 236 a une forme incurvée. La structure d’éclairage externe 236 est de préférence agencée de manière coaxiale autour de la structure d’éclairage interne. Par exemple, à la fois la structure centrale 234 et la structure d’éclairage externe 236 sont centrées sur le point central autour duquel les bras 221 de l’ensemble de préhension 22 sont agencés. La partie externe 236 peut se déplacer par rapport à la partie centrale 233.

Selon certains modes de réalisation, les éléments d’éclairage 231, 232 comprennent chacun une source de lumière, de préférence une source de lumière ultraviolette, comprenant un ou plusieurs tubes de lampe fluorescents ou des diodes électroluminescentes, ou des lampes halogènes ou des lampes à décharge de gaz, ou n’importe quelle autre source de lumière ultraviolette appropriée. Les sources de lumière sont alimentées par une unité d’alimentation externe, raccordée aux sources de lumière des éléments d’éclairage externes 231 au moyen de premiers câbles électriques 235 et aux éléments d’éclairage internes 232 au moyen de seconds câbles électriques 233. Le fonctionnement des sources de lumière est de préférence commandé par l’unité 6.

Selon les modes de réalisation préférés de l’invention, le système d’éclairage 23 est mobile en translation le long de l’axe Z. Le déplacement du système d’éclairage 23 est fourni par le(s) moteur(s) principal(aux) 26, tels que des moteurs électriques.

Par exemple, le(s) moteur(s) 26 est (sont) fixé(s) au bâti de la machine 2 et est (sont) adapté(s) pour fournir un mouvement de rotation aux structures 261 qui, dans ce cas, peuvent être des arbres adaptés pour tourner le long de leur axe longitudinal par rapport au bâti fixe de la machine 2. En variante, le mouvement de rotation peut être transmis différemment. Les structures 261 peuvent être fixées et on utilise un élément de transmission rotatif séparé à la place.

Le mouvement de rotation fourni par le(s) moteur(s) 26 est transformé en un mouvement de translation le long de l’axe Z en utilisant des dispositifs de transmission 237 qui sont fixés sur la structure de support du système d’éclairage 23. Par exemple, les dispositifs de transmission 237 comprennent des tiges filetées avec des écrous.

Dans certains modes de réalisation, un seul moteur 26 a son arbre de sortie directement couplé à l’une des structures 216 et indirectement couplé aux autres structures 216 au moyen de dispositifs de transmission mécaniques 262 tels qu’une chaîne ou une courroie de distribution ou n’importe quelle liaison mécanique appropriée.

De préférence, la structure de support du système d’éclairage 23 est partiellement couplée par voie mécanique avec l’ensemble de préhension 22, par exemple en utilisant des éléments de mise en prise mécaniques sélectifs tels que des crochets ou des parties de retenue. Par exemple, lorsque la structure de support du système d’éclairage 23 se déplace vers le haut le long de l’axe Z, elle se met en prise avec l’ensemble de préhension 22. Pour cette raison, l’ensemble de préhension 22 est levé et se déplace vers le haut le long de l’axe Z. Lorsque la structure de support se déplace vers le bas le long de l’axe Z, elle se dégage de l’ensemble de préhension 22. Pour cette raison, l’ensemble de préhension 22 se déplace à nouveau vers le bas le long de l’axe Z sous l’action de son propre poids.

Dans certains autres modes de réalisation, cependant il n’y a pas un tel couplage mécanique entre l’ensemble de préhension 22 et le système d’éclairage 23. Les éléments d’éctairage externes 231 portés par la structure externe 236 sont découplés, par voie mécanique, de l’ensemble de préhension 22 lors du déplacement en translation le long de l’axe Z, plus particulièrement lorsque l’élément d’éclairage 231 est abaissé. Ceci est particulièrement le cas dans les modes de réalisation dans lesquels la structure de guidage 226 est utilisée pour guider l’ensemble de préhension 22. Un avantage à cela réside dans le fait que la position de la pièce 3 dans les directions X et Y peut être ajustée indépendamment et avec une plus grande précision.

Le système de mesure 24 est adapté pour mesurer la position de la pièce 3 afin de détecter tout défaut d’alignement radial ou toute déviation par rapport à une position cible.

Dans l’exemple illustré sur la figure 2, le système de mesure 24 comprend au moins un dispositif de mesure de position tel qu’un dispositif de mesure de centrage 241 et/ou un dispositif de mesure de position 242. Par exemple, les dispositifs de mesure de position 241 et/ou 242 comprennent des moyens de reconnaissance optiques, tels qu’un capteur d’image ou un capteur de lumière. Facultativement, les dispositifs de mesure de position 241 et/ou 242 peuvent comprendre une source de lumière, telle qu’un module laser, adaptée pour projeter la lumière sur au moins une région prédéfinie de la pièce 3. La lumière reflétée correspondante est ensuite mesurée par les moyens de reconnaissance optiques afin d’acquérir une information concernant la position relative de la pièce 3.

Le système de mesure 24 comprend également une unité de traitement de données programmable adaptée pour acquérir les données liées à la position mesurées par les dispositifs de mesure 241 et 242 et en réponse, pour détecter une erreur de position de la pièce 3 sur la base desdites mesures et sur la base des valeurs de tolérance de position prédéfinies. Dans certains modes de réalisation, l’unité de traitement fait partie de l’unité 6 et peut être mise en œuvre en utilisant des moyens de logiciel. Dans certains autres modes de réalisation, l’unité de traitement de données comprend un circuit électronique de traitement de signal dédié.

Dans certains cas, le système de mesure 24 peut être construit différemment ou peut même être omis.

En référence maintenant aux figures 1, 2 et 6, le système de distribution de colle 25 est adapté pour appliquer, d’une manière contrôlée, une quantité prédéfinie de colle sur la palette 214 afin de coller la pièce 3 sur la palette 214. La colle est stockée dans au moins un réservoir de colle 251.

De préférence, la colle est une colle activée par la lumière ultraviolette. Dans certains modes de réalisation, la colle est une colle à haute viscosité, par exemple une colle avec une viscosité égale ou supérieure à 100000 cP.

Dans le mode de réalisation illustré de la figure 6, le système de distribution de colle 25 comprend un réservoir de colle 251, un régulateur de pression d’air 252, une source d’air comprimé 253, un organe de commande électronique 254 et un applicateur de colle 255. L’applicateur de colle 255 est adapté pour être positionné à proximité de ou à côté de la palette 214 pour délivrer la colle provenant du réservoir 251. L’applicateur de colle 255 comprend un orifice raccordé de manière fluidique au réservoir 251 à travers lequel la colle peut s’écouler. La colle est amenée du réservoir 251 vers l’applicateur de colle 255 en injectant, dans le réservoir 251, l’air comprimé provenant de la source d’air comprimé 253. Le régulateur 252 limite et régule l’écoulement d’air comprimé provenant de la source 253. Le système de distribution 25 peut comprendre une valve pour réguler et même interrompre l’écoulement de colle provenant du réservoir 251, vers l’applicateur 255. L’organe de commande 254 commande le régulateur 252 et chaque fois que cela est applicable, la valve, en utilisant des moyens électromécaniques, par exemple selon des signaux de commande reçus depuis l’unité 6.

Dans certains modes de réalisation, le distributeur de colle 25 est adapté pour stocker deux types différents de colles. Par exemple, le réservoir de colle 251 est divisé en deux compartiments séparés. Dans d’autres modes de réalisation, le système de distribution de colle 25 comprend plusieurs réservoirs de colle 251, chacun étant associé à un type de colle. Dans tous les cas, l’architecture du système de distribution de colle 25, en particulier les raccordements de fluide entre les réservoirs 251 et l’applicateur 255 sont adaptés en conséquence.

Un exemple du fonctionnement de la machine 2 est décrit maintenant en référence aux figures 1 à 6. Il faut cependant comprendre que d’autres modes de réalisation sont possibles, et en particulier que la séquence d’étapes peut être exécutée dans un ordre différent.

Tout d’abord, une palette 214 est prévue et est chargée dans la machine 2. Par exemple, le bras robotisé 4 prélève, à l’aide de son outil de préhension 41, une palette libre et propre 214 d’un espace de stockage. Le bras robotisé 4 déplace la palette 214 vers la machine 2 et place la palette 214 sur le dessus de la table 213. Le bras robotisé 4 revient ensuite à sa position de repos.

Ensuite, une pièce 3 à usiner est prévue et chargée dans la machine 2. Par exemple, le bras robotisé 5 prélève, d’un espace de stockage, à l’aide de son outil de préhension 51, une pièce 3 à usiner. Le bras robotisé 5 déplace la pièce 3 vers la machine 2 et la place sur l’ensemble de support mobile 21 ou sur une table de chargement 20 qui est séparée de la palette 214. Par exemple, la table de chargement 20 est placée sur le dessus de la table tout en étant néanmoins séparée de la palette 214.

Pendant ces opérations, l’ensemble de support 21 peut se déplacer le long de l’axe X entre les zones de chargement / déchargement, par exemple à proximité des bras robotisés 4 et 5. Par exemple, pendant le chargement de la palette 214, l’ensemble de support 21 se déplace vers le bras robotisé 4 afin de faciliter le positionnement de la palette 214 sur la table 213. Ensuite, pendant le chargement de la pièce 3, l’ensemble de support 21 se déplace vers le bras robotisé 5, ici dans une direction opposée, afin de faciliter le positionnement de la pièce 3. Ce mouvement de l’ensemble de support 21 est particulièrement utile dans les bases respectives des bras robotisés 4 et 5 qui sont fixes par rapport au bâti de la machine 2 et/ou si la plage des bras robotisés 4, 5 est limitée. Par conséquent, on comprend que le mouvement de l’ensemble de support 21 est coordonné avec le mouvement des bras robotisés 4 et 5. Par exemple, ce mouvement est coordonné par l’unité 6 en utilisant des programmes prédéfinis.

La table de rotation 213 tourne maintenant sur un tour complet ou légèrement moins, conjointement avec le dispositif de mesure 241. Pendant cette rotation, on vérifie que la bague est concentrique, dans des limites spécifiées, avec la palette. Si c’est le cas, les déviations dans les directions X et Y sont compensées en déplaçant légèrement les tables coulissantes 211 et 212, selon une quantité calculée par l’unité de commande 6 pendant la rotation sur un tour. Le mouvement peut être reporté jusqu’au moment après l’application de la colle mais avant d’assembler les surfaces.

Si la bague n’est pas concentrique avec la palette, les dernières opérations sont inversées, et la bague rejetée est renvoyée dans un endroit de stockage temporaire du côté de l’entrée pour la manipulation manuelle, à l’aide du robot 5, et on choisit une nouvelle bague. Afin de desserrer la bague de l’ensemble d’aimant permanent 22, on active temporairement un électroaimant (facultatif) sur la table 20.

Ensuite, la pièce est collée sur la palette 214. Par exemple, une quantité prédéfinie de colle 7 est appliquée par le système de distribution de colle 25, sur au moins l’une parmi la palette 214 ou la pièce 3. De préférence, la colle est directement appliquée sur la palette 214, ici sur le côté supérieur 2141, bien que dans certains modes de réalisation, la colle est appliquée sur l’une des faces inférieure ou supérieure de la pièce 3.

Par exemple, l’ensemble de support 21 coulisse afin d’aligner la palette 214 avec l’applicateur de colle 255. Le système 25 délivre la quantité de colle par l’applicateur 255, de préférence en laissant tomber la colle dans des positions prédéfinies de la palette 214.

Dans certains modes de réalisation, l’applicateur de colle 255 peut être automatiquement déplacé afin de laisser tomber la colle aux emplacements prédéfinis de la palette 214.

Dans un mode de réalisation exemplaire, l’application de colle est réalisée avant l’étape décrite ci-dessus consistant à charger la pièce 3, c'est-à-dire de suite après le chargement de la palette 214. D’autres modes de réalisation sont néanmoins possibles.

Après l’application de la colle 7, la palette 214 et la pièce 3 sont amenées en contact entre elles afin d’être collées ensemble.

Par exemple, l’ensemble de support 21 coulisse pour aligner la table de support 20 avec le point central de l’ensemble de préhension 22. L’ensemble de préhension 22 est abaissé le long de l’axe Z jusqu’à ce que les éléments magnétiques 223 soient suffisamment proches de la pièce 3 afin d’exercer une force magnétique capable d’attirer la pièce 3 et la maintenir sur l’ensemble 22. A ce stade, la pièce 3 s’assemble à l’ensemble 22, en contact avec les bras 221, et peut être levée par l’ensemble de préhension 22.

Par exemple, le mouvement de l’ensemble de préhension 22 le long de l’axe Z est réalisé grâce à un mouvement correspondant du système d’éclairage 23 sous l’action du (des) moteur(s) 26, comme décrit ci-dessus. La pièce 3 est levée suffisamment au-dessus de la table de chargement 20 afin de permettre un mouvement supplémentaire de l’ensemble de support 21.

L’ensemble de support 21 coulisse ensuite en arrière jusqu’à ce que la palette 214 s’aligne avec le point central de l’ensemble de préhension 22. L’ensemble de préhension 22 est à nouveau abaissé, afin d’amener la face inférieure de la pièce 3 en contact avec la palette 214. Plus précisément, la face inférieure de la pièce 3 est amenée en contact avec la colle 7 déposée sur la palette 214.

Une fois que la pièce 3 et la palette 214 sont en contact ensemble, les faces interne et externe de la pièce 3 sont éclairées avec la lumière ultraviolette, à l’aide du dispositif d’éclairage 23, afin de faire durcir la colle 7. Par exemple, la partie centrale 234 et la partie externe 236 sont amenées en alignement avec les faces interne et externe correspondantes de la pièce 3, respectivement, et les éléments d’éclairage 231 et 232 sont activés afin d’éclairer les faces correspondantes. De préférence, la position verticale des éléments d’éclairage 231 et 232 coïncide avec la région où la colle 7 appliquée est située.

L’éclairage peut être appliqué de manière continue pendant une durée prédéfinie, par exemple égale ou supérieure à trente secondes, ou égale ou supérieure à une minute.

La colle 7 durcit sous l’influence de la lumière ultraviolette reçue à la fois des faces interne et externe. Une fois que l’éclairage est terminé, la colle 7 a suffisamment durci afin de garantir un bon degré de liaison mécanique entre la pièce 3 et la palette 214.

Grâce à l’invention, l’utilisation de la colle activée par la lumière ultraviolette à la place de la colle instantanée réduit le risque de déformation involontaire de la pièce à la fois pendant les opérations d’usinage et après les opérations d’usinage lorsque la pièce doit être retirée de la palette. De plus, l’éclairage radial de la colle à la fois à partir de la face interne et de la face externe de la pièce de forme annulaire permet un meilleur durcissement de la colle, réduisant ainsi le risque de défauts de surface sur la face collée de la pièce.

La pièce 3 est moins susceptible de se déplacer pendant les étapes d’usinage suivantes, et est moins susceptible de présenter le type de défauts liés à la déformation que l’on est susceptible de rencontrer lorsque la pièce 3 est directement collée en utilisant de la colle instantanée telle que le cyanoacrylate. L’éclairage de la colle 7 à la fois à partir des côtés interne et externe garantit un meilleur durcissement plus uniforme de la colle 7.

La palette 214 portant la pièce 3 collée peut être ensuite déchargée de la machine 2, par exemple pour être transférée à une station d’usinage de la ligne de production 1.

Par exemple, le système d’éclairage 23 et l’ensemble de préhension 22 sont levés le long de l’axe Z. A ce stade, la liaison créée par la colle 7 entre la pièce 3 et la palette 214 est suffisante pour exercer une résistance mécanique qui dépasse la force magnétique exercée par les éléments magnétiques 233. Ainsi, la pièce 3 est retirée et se détache d’elle-même de l’ensemble de préhension 22 tout en restant sur la palette 214.

Par exemple, l’ensemble de support 21 se déplace vers le bras robotisé 4. Le bras robotisé 4 décharge la palette 214 portant la pièce 3 collée et la laisse tomber dans une zone de réception, par exemple servant de zone d’entrée d’une station d’usinage. La pièce 3 peut ensuite être usinée par la machine-outil, tout en étant fermement fixée sur la palette 214.

Après l’usinage, la pièce 3 peut être décollée et séparée de la palette 214, ensuite transférée à une station de lavage et/ou une station de contrôle avant d’être transférée vers une station d’assemblage finale. La palette 214 peut être nettoyée dans une station de lavage, par exemple en utilisant un pistolet de vapeur, avant d’être ramenée à l’espace de stockage de la ligne de production 1 afin d’être utilisée à nouveau par le bras robotisé

4.

Les étapes ci-dessus peuvent être répétées pour coller des pièces 4 supplémentaires sur des palettes 214 supplémentaires.

Dans d’autres modes de réalisation, les étapes décrites ci-dessus peuvent être exécutées dans un ordre différent. Par exemple, la colle peut être appliquée sur la palette 214 immédiatement après avoir placé la palette 214 sur l’ensemble de support et avant de prélever la pièce 3.

Les figures 7 à 10 illustrent d’autres modes de réalisation de l’invention. Plus précisément, la figure 7 illustre une partie d’une ligne de production 900, similaire à la ligne de production 1, comprenant une machine 902 pour coller la pièce 3 sur une palette 960. La machine 902 joue un rôle comparable au rôle de la machine 2. Les composants de la machine 902 et de la ligne de production 900 qui sont similaires aux composants de la machine 2 et de la ligne de production 1, portent les mêmes numéros de référence et ne sont pas décrits de manière plus détaillée, étant donné que la description ci-dessus peut être transposée à ces modes de réalisation. Les palettes 960, également désignées par éléments de support, sont adaptées pour recevoir une pièce 3 et ont le même rôle que les éléments de support 214.

La machine 902 comprend un bras robotisé 904 comparable au bras robotisé 4 ou

5. Le bras robotisé 904 est adapté pour charger et décharger les pièces 3 et les palettes 960 d’une station d’alimentation 906. Par exemple, les pièces 3 sont amenées sur un premier transporteur d’alimentation 908 et les palettes 960 sont amenées sur un second transporteur d’amenée 910. Dans cet exemple, le bras robotisé 904 est également adapté, une fois que les étapes de collage sont terminées, pour placer la pièce 3 collée sur la palette, sur un transporteur de retour 912. Le transporteur de retour 912 déplace les pièces 3 collées vers la station d’usinage. La machine 902 comprend en outre une unité de commande électronique, non illustrée, similaire à l’unité de commande 6. La machine peut également comprendre un système de mesure similaire au système de mesure 24.

La machine 902 comprend un système de distribution de colle 914 qui comprend un bras robotisé adapté pour manipuler des récipients de colle 916 individuels, tels que des récipients de colle à usage unique.

Par exemple, chaque récipient de colle 916 stocke une quantité prédéfinie de colle suffisante pour coller une ou plusieurs pièces 3, et comprend également une buse pour distribuer la colle. Le bras robotisé du système de distribution de colle 914 est adapté pour prélever un récipient de colle 916 d’une réserve, par exemple d’une ligne de transporteur dédiée, et ensuite pour déplacer le récipient de colle 916 afin de rapprocher la buse de la région où la colle doit être appliquée. Le bras robotisé est également adapté pour actionner le récipient de colle 916 pour appliquer la colle, par exemple en comprimant le récipient de colle 916. Par exemple, le bras robotisé du système de distribution de colle 914 comprend un outil de maintien, comme des mâchoires. La colle est du même type de colle que celui précédemment décrit.

A nouveau en référence à la figure 10, la machine 902 comprend un bâti principal 920 comprenant une partie de base 922 et une partie verticale 924 s’étendant parallèlement à un axe vertical Z.

Un élément mobile 926 est monté sur la partie verticale 924 et est adapté pour se déplacer en translation le long de l’axe Z par rapport à la partie verticale 924 entre une position levée et une position abaissée. Par exemple, la partie verticale 924 comprend un système de guidage, tel que des rails, pour guider l’élément mobile 926.

La machine 902 comprend également une unité de traction 928 pour actionner le déplacement de l’élément mobile 926. L’unité de traction 928 est de préférence installée sur le bâti 902, bien que dans d’autres modes de réalisation, l’unité de traction 928 est installée sur l’élément mobile 926. Par exemple, l’unité de traction 928 comprend un actionneur commandé par l’unité de commande de la machine 902, tel qu’un moteur électrique. L’unité de traction 928 peut également comprendre un dispositif de transmission pour transmettre le mouvement de rotation à un arbre de sortie du moteur électrique en un mouvement de translation, telle qu’une vis sphérique. A titre de variante, comme illustré, l’unité de traction 928 peut être actionnée manuellement, par exemple en utilisant une vis sphérique manuellement actionnée par une manivelle.

La machine 902 comprend un ensemble de préhension 930 monté sur l’élément mobile 926. Le dispositif de préhension 930 a une fonction similaire à la fonction de l’ensemble de préhension 22 préalablement décrit. Plus précisément, l’ensemble de préhension 930 est adapté pour maintenir la pièce 3 après qu’elle a été chargée dans la machine 902 par le bras robotisé 904, et également pour déplacer la pièce 3 en translation le long de l’axe Z.

La machine 902 comprend en outre un mandrin pneumatique 932 monté sur la partie de base 922 et adapté pour serrer une palette 960 dans une position fixe, centré sur l’axe Z. Par exemple, le mandrin pneumatique 932 est un mandrin pneumatique à haute précision avec trois mâchoires. La partie de base 922 et le mandrin pneumatique 932 servent ainsi d’ensemble de support pour recevoir la palette 960. Dans cet exemple, cet ensemble de support est fixe par rapport au bâti principal 920.

La machine 902 comprend en outre une structure d’éclairage externe 934 fixée sur la partie de base 922, par exemple montée sur une plaque de support 936 élevée raccordée à la partie de base 922 et placée au-dessus du mandrin pneumatique 932, et une structure d’éclairage interne 938, mobile en translation le long de l’axe Z. Les structures d’éclairage 934 et 938 forment un système d’éclairage qui a le même rôle que le système d’éclairage 23.

La structure d’éclairage interne 938 comprend des éléments d’éclairage internes 232 qui sont adaptés pour éclairer radialement la face interne de la pièce 3, c'est-à-dire 5 pour émettre de la lumière le long d’une direction radiale de la pièce 3. La structure d’éclairage externe 934 comprend des éléments d’éclairage externes 231 qui sont adaptés pour éclairer radialement la face externe de la pièce 3, c'est-à-dire pour émettre de la lumière le long d’une direction radiale de la pièce 3.

Dans cet exemple, la structure d’éclairage externe 934 a une forme annulaire ou toroïdale et est alignée et centrée avec l’axe Z. Par exemple, une paroi essentiellement cylindrique entoure une partie creuse centrale autour de l’axe Z. Lorsque l’élément mobile 926 est dans la position abaissée, la pièce 3 est reçue à l’intérieur de la structure d’éclairage externe 934, par exemple dans la partie creuse centrale de la structure d’éclairage externe 934. Les éléments d’éclairage externes 232 sont installés le long de la 15 face interne de la paroi. De préférence, la position verticale des éléments d’éclairage externes 232 coïncide avec la région où la colle appliquée est située, c'est-à-dire coïncide verticalement avec l’espace entre la palette 960 et la face collée de la pièce 3.

Dans cet exemple, la structure d’éclairage interne 938 a une forme annulaire ou toroïdale et est alignée avec l’axe Z. La structure d’éclairage interne 938 a un rayon 20 inférieur au rayon de l’élément d’éclairage externe 934. La structure d’éclairage interne 938 est mobile, le long de l’axe Z, entre une position rétractée et une position supérieure. Dans la position supérieure, la structure d’éclairage interne 938 est axialement alignée avec la structure d’éclairage externe 934. Par exemple, le mandrin 932 et la plaque 936 comprennent un orifice central centré sur l’axe Z permettant le passage de la structure 25 d’éclairage interne 938. Dans la position rétractée, la structure d’éclairage interne 938 n’est plus alignée avec la structure d’éclairage externe 934. Par exemple, dans la position rétractée, la structure d’éclairage interne 938 est rétractée dans une cavité de la partie de base 922.

On comprend que les dimensions des structures d’éclairage interne et externe 934 30 et 938 sont choisies afin d’être compatibles avec les rayons de la pièce 3. Lorsque la pièce 3 est en contact avec la palette 960 sur le mandrin 932, la pièce 3 entoure radialement la structure d’éclairage interne 938 et la structure d’éclairage externe 934 entoure radialement la pièce 3.

La figure 8 illustre un mode de réalisation exemplaire de l'ensemble de préhension 35 930. L’ensemble de préhension 930 comprend une partie de base 950 fixée sur l’élément mobile 926, un ensemble de premiers bras 952 et un ensemble de seconds bras 954 fixé sur la partie de base 950. Les premiers bras 952 sont alignés et agencés sur une face inférieure de la partie de base 950 et s’étendent radialement à partir d’un centre de la face inférieure vers la périphérie de l’ensemble de préhension 930.

Par exemple, le centre est aligné sur l’axe Z. La face inférieure est tournée vers la partie de base 920 et le mandrin 932. Dans cet exemple, il y a trois premiers bras 952 agencés selon un motif en étoile, étant régulièrement espacés les uns des autres avec un angle de 120°. Par exemple, cet agencement est similaire à l’agencement des bras 221.

De préférence, les premiers bras 952 comprennent des moyens pour retenir la pièce 3 avec une force définie. Dans certains modes de réalisation, chaque premier bras 952 comprend un ensemble magnétique 223.

Les seconds bras -954 sont également alignés, de préférence avec les premiers bras 952, et s’étendent radialement à partir du centre vers la périphérie du dispositif de préhension 930. Dans l’exemple illustré, chaque second bras 954 est positionné entre les deux premiers bras 952.

Dans l’exemple illustré, les seconds bras 954 comprennent des broches en saillie 956 qui sont régulièrement espacées le long des seconds bras 954. Par exemple, la pièce 3 peut venir en butée contre certaines broches 956 lorsqu’elles sont montées sur le dispositif de préhension 930. Les broches 956 permettent un meilleur centrage de la pièce 3 le long de l’axe Z par délimitation.

La figure 9 illustre un mode de réalisation de la palette 960. La palette 960 est plate et en forme de disque.

La palette 960 comprend, sur l’une de ses faces principales, un premier ensemble de rainures radiales 962 et un second ensemble de rainures radiales 964. Par exemple, les rainures radiales 964 s’étendent à partir du bord périphérique de la palette 960 vers le centre de la face principale, où elles mènent dans une cavité creuse centrale de la palette 960. La cavité creuse centrale permet le passage de la structure d’éclairage interne 938. Les rainures radiales 962 s’étendent à partir du bord périphérique de la palette 960 vers le centre de la face principale. Cependant, les rainures radiales 962 ne s’étendent pas dans la cavité creuse centrale. Par exemple, les rainures radiales 962 sont plus courtes que les rainures radiales 964 et sont fermées par une paroi distale. A titre d’exemple, les rainures radiales 962 alternent avec les rainures radiales 964. Les rainures radiales 962 sont régulièrement espacées les unes des autres. De manières similaire, les rainures radiales 964 sont régulièrement espacées les unes des autres.

Des éléments de support 966, tels que des broches ou des boulons en acier, sont insérés dans les secondes rainures radiales 964 et font saillie de la face principale de la palette 960. Les éléments de support 966 sont adaptés pour supporter la pièce 3. En d’autres termes, la pièce 3 est vraiment censée être collée sur les éléments de support 5 966. Par exemple, lorsque la palette 960 est montée sur la machine 920, sa face principale est perpendiculaire à l’axe Z et fait face à l’ensemble de préhension 930. La réunion des surfaces supérieures respectives des éléments de support 966 sert ainsi de surface de collage pour la palette 960. Les éléments de support 966 sont de préférence agencés sur un cercle centré sur l’axe Z et ayant un rayon correspondant au rayon de la 10 pièce3.

De préférence, la palette 960 est agencée afin de fournir un jeu compris entre 0,5 mm et 1 mm entre la face collée de la pièce 3 et la surface de collage de palette, ce jeu étant mesuré le long de l’axe Z. Par exemple, dans certains modes de réalisation, la palette de support 960 peut comprendre des broches de support, non illustrées, qui sont 15 reçues dans les rainures 962 ou 964. Les broches de support sont légèrement plus longues que les éléments de support 966, permettant à la pièce 3 de s’appuyer directement sur les broches de support tout en conservant un jeu non nul entre les éléments de support 966 et la face collée de la pièce 3. Par « légèrement plus long », on entend que les broches de support s’étendent davantage le long de l’axe Z que les 20 éléments de support 966, par exemple selon une valeur inférieure à 1 mm.

Le jeu empêche la pièce 3 d’écraser et d’étaler la colle 7 appliquée avant qu’elle ait le temps de sécher. Le jeu permet également un réglage précis de l’épaisseur de la couche de colle 7 appliquée.

Dans certains modes de réalisation, le jeu peut être réglé avant de coller la pièce 25 3. Par exemple, la hauteur des broches de support peut être réglée avant les opérations de collage, par exemple en vissant ou en dévissant les broches de support dans les rainures 962 ou 964. Dans certains modes de réalisation, la palette 960 ne comprend pas de broches de support dédiées et au lieu de cela, certains des éléments de support 966 sont utilisés en tant que broches de support et ne reçoivent pas de colle. En d’autres 30 termes, la hauteur d’au moins certains des éléments de support 966 peut être plus haute que la hauteur des autres éléments de support 966 sur lesquels la colle 7 est appliquée. La hauteur les broches de support plus hautes définit la position axiale - axe Z - de la bague, non affectée par la couche de colle sur les broches inférieures.

Dans certains autres modes de réalisation, on peut utiliser la palette 214 à la place. Dans ce cas, la machine 920 est adaptée en conséquence, par exemple pour remplacer le mandrin 932 par le mandrin 2144.

On décrit maintenant brièvement le fonctionnement de la machine 902. On comprend que le procédé décrit en référence au premier mode de réalisation, peut être transposé à ce second mode de réalisation et que seules les différences dues aux différences de construction entre les machines 902 et 2 sont décrites de manière plus détaillée ci-dessous.

Par exemple, le bras robotisé 904 prélève tout d’abord une palette 960 du transporteur 910 et la place sur le mandrin 932 de la partie de base 922, où elle est serrée par le mandrin 932.

Le bras robotisé 904 prélève ensuite une pièce 3 à usiner du transporteur 908 et l’amène vers le dispositif de préhension 930. De préférence, à ce stade, l’élément mobile 926 est dans la position levée. La pièce 3 est ensuite fixée sur le dispositif de préhension 930 et est de préférence centrée automatiquement sur l’axe Z, par exemple en utilisant des ensembles magnétiques 223 et/ou les broches en saillie 956. Après cela, le bras robotisé 904 s’écarte de l’ensemble de préhension 930.

La machine de collage 914 applique de la colle à partir d’un récipient de colle 916 sur les pièces de support 966 de la palette 960. L’élément mobile 926 est abaissé jusqu’à ce que la palette 3 vienne en contact avec la palette 960, le long de la face de la palette 960 comprenant la colle appliquée.

Ensuite, la structure d’éclairage interne 938 est placée dans sa position supérieure, en alignement avec la pièce 3 et avec la structure d’éclairage externe 934. La colle appliquée est éclairée, en éclairant avec une lumière ultraviolette les faces radiales interne et externe de la pièce 3, en utilisant des éléments d’éclairage des structures d’éclairage interne et externe 934 et 938.

Une fois que l’éclairage est terminé, l’élément d’éclairage interne est abaissé dans la position rétractée et l’élément mobile 926 peut revenir à sa position levée. A ce stade, la pièce 3 est toujours fixée sur le dispositif de préhension 930, lui-même associé à l’élément mobile 26. Lorsque l’élément mobile 926 remonte vers la position levée, la pièce 3 et la palette 960 collée se déplacent le long de l’élément mobile 926. A partir de là, le bras robotisé 904 peut prélever la pièce 3 collée sur la palette 960 et les déposer sur le transporteur 912. Le procédé est répété en utilisant une nouvelle palette 960 et une nouvelle pièce 3.

Dans d’autres modes de réalisation, les étapes décrites ci-dessus peuvent être exécutées dans un ordre différent. Par exemple, la colle peut être appliquée sur la palette 960 immédiatement après avoir placé la palette 960 sur l’ensemble de support et avant d’avoir prélevé la pièce 3.

Les modes de réalisation et les variantes décrits ci-dessus peuvent être combinés entre eux afin de générer de nouveaux modes de réalisation de l’invention.

Par exemple, dans certains modes de réalisation, le système de distribution de colle 25 peut être utilisé dans la machine 902 au lieu du distributeur de colle 914. De manière similaire, le distributeur de colle 914 et les récipients de colle 916 peuvent être 10 utilisés dans la machine 2 à la place du système de distribution de colle 25.

Claims (10)

1. Machine (2) pour coller une pièce (3) de forme annulaire avant les opérations d’usinage, dans laquelle la machine comprend :

un ensemble de support (21) adapté pour recevoir un élément de support amovible (214 ; 960) ayant une surface supérieure (2141) pour recevoir une pièce (3) ;

un système de distribution de colle (25) adapté pour appliquer une quantité prédéfinie de colle (7) sur une face d’au moins l’un parmi la pièce (3) et l’élément de support (214 ; 960) ;

un ensemble de préhension (22) pour placer une pièce (3) sur l’élément de support (214 ; 960) ;

un système d’éclairage (23 ; 934, 938) adapté pour éclairer la colle (7) appliquée avec de la lumière ultraviolette, ce système d’éclairage comprenant :

au moins un élément d’éclairage interne (232) pour éclairer radialement une face radiale interne de la pièce (3) de forme annulaire avec de la lumière ultraviolette, et au moins un élément d’éclairage externe (231) pour éclairer radialement une face radiale externe de la pièce (3) de forme annulaire avec de la lumière ultraviolette.

2. Machine selon la revendication 1, dans laquelle la colle (7) appliquée est de la colle activée par la lumière ultraviolette à haute viscosité.

3. Machine selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les éléments d’éclairage interne et externe (231, 232) comprennent chacun une source de lumière ultraviolette comprenant un ou plusieurs tubes de lampe fluorescents, ou des diodes électroluminescentes ou des lampes halogènes ou des lampes à décharge de gaz.

4. Machine selon les revendications 1 ou 2, dans laquelle le système d’éclairage comprend une structure d’éclairage interne (938) comprenant au moins un élément d’éclairage interne (231) et une structure d’éclairage externe (934) comprenant au moins un élément d’éclairage externe (232), les structures d’éclairage interne et externe ayant une forme annulaire ou toroïdale, la structure d’éclairage interne ayant un rayon inférieur à J’élément d’éclairage externe, et les structures d’éclairage interne et externe étant adaptées pour être alignées avec la pièce (3) autour d’un même axe d’alignement (Z).

5. Machine selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel fensemble de préhension (22 ; 930) comprend un bras (221 ; 932) prévu avec au moins un élément magnétique (223) pour exercer une force magnétique sur au moins une partie de la pièce (3), afin d’attirer et de maintenir la pièce (3) fixée sur l’ensemble de préhension (22 ; 930).

6. Machine selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle elle comprend en outre un système de mesure (24) adapté pour détecter une erreur de position de la pièce (3) par rapport à l’élément de support (214 ; 960), ledit système de mesure comprenant au moins un dispositif de mesure de position (241, 242) comprenant des moyens de reconnaissance optiques, tels qu’un capteur d’image ou un capteur de lumière.

7. Machine selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle elle comprend en outre un bras robotisé (4, 5 ; 904) pour charger et décharger l’élément de support (214 ; 960) et/ou pour charger et décharger la pièce (3).

8. Machine selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la pièce (3) est une bague métallique censée être utilisée dans un palier, de préférence un palier à billes.

9. Ligne de production industrielle (1 ; 900) comprenant une machine de collage et une machine-outil, la machine de collage étant adaptée pour coller une pièce à usiner sur un élément de support (214 ; 960) amovible avant son transfert sur la machine-outil, la machine-outil étant adaptée pour réaliser des opérations d’usinage sur la pièce (3) collée sur l’élément de support (214 ; 960), dans laquelle la machine de collage (2 ; 902) est selon l’une quelconque des revendications précédentes.

10. Procédé pour coller une pièce avant les opérations d’usinage à l’aide de la machine de collage (2 ; 902) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel ce procédé comprend les étapes consistant à :

a) prévoir un élément de support (214 ; 960) amovible ayant une surface supérieure (2141) pour recevoir une pièce (3) et placer l’élément de support (214 ; 960) sur l’ensemble de support (21 ; 932) ;

b) prévoir une pièce (3) de forme annulaire à usiner ;

c) coller la pièce (3) sur l’élément de support (214 ; 960) en :

appliquant une quantité prédéfinie de colle (7) sur une face d’au moins l’un parmi la pièce (3) et l’élément de support (214 ; 960), à l’aide du système de distribution de colle (25 ; 914) ;

amenant en contact la pièce (3) avec l’élément de support (214 ; 960), le long de la face comprenant la colle (7) appliquée, en utilisant l’ensemble de préhension (22) ;

d) éclairer la colle (7) appliquée avec de la lumière ultraviolette, en utilisant le système d’éclairage (23 ; 934 ; 938), en éclairant radialement à la fois la face radiale interne et la face radiale externe de la pièce (3) de forme annulaire, respectivement en utilisant un élément d’éclairage interne (231) et un élément d’éclairage externe (232) du système d’éclairage (23 ; 934, 938).