FR3104051A1

FR3104051A1 - Outil d’implantation d’un marqueur d’identification radio-fréquence RFID

Info

Publication number: FR3104051A1
Application number: FR1913774A
Authority: FR
Inventors: Yves Fontaine; Alexandre GOURDOU
Original assignee: Pfeiffer Vacuum SAS
Current assignee: Pfeiffer Vacuum SAS
Priority date: 2019-12-05
Filing date: 2019-12-05
Publication date: 2021-06-11
Anticipated expiration: 2039-12-05
Also published as: WO2021110521A1; DE112020005310T5; KR20220110216A; FR3104051B1; CN114761964A; JP2023505194A

Abstract

Outil d’implantation d’un marqueur d’identification radio-fréquence RFID La présente invention concerne un outil d’implantation (1) d’un marqueur d’identification radio-fréquence RFID (43) destiné à être monté sur un porte-outil d’une machine d’usinage de pièces métalliques (200), ledit outil (1) comprenant :- un dispositif de fixation standard (3) configuré pour coopérer avec un embout du porte-outil,- un dispositif d’implantation (13) d’un marqueur d’identification radiofréquence RFID (43) comprenant :- un moyen d’insertion d’un marqueur d’identification radiofréquence RFID (43) dans un logement (202) d’une pièce métallique (200), et - un lecteur/enregistreur (40) configuré pour communiquer avec le marqueur d’identification radiofréquence RFID (43) et pour enregistrer des données associées à ladite pièce métallique (200).

Description

Outil d’implantation d’un marqueur d’identification radio-fréquence RFID

La présente invention concerne le domaine de la fabrication des pièces métalliques et de l’assemblage de ces pièces métalliques pour former un équipement, par exemple une pompe à vide.

Pour réaliser ce suivi des pièces métalliques, il est connu de graver un numéro de série sur chaque pièce métallique lors de l’usinage. Des tableaux comprenant les données relatives aux différentes références peuvent alors être remplis par des opérateurs pour permettre de retrouver ces données à partir du numéro de référence.

Cependant, cette solution présente de nombreux inconvénients.
En effet, la gravure du numéro de référence sur la pièce métallique requiert un temps non négligeable durant lequel la pièce est immobilisée ce qui rallonge le temps de fabrication de la pièce ainsi que son coût. Par ailleurs, les pièces métalliques sont généralement peintes après leur usinage et la couche de peinture peut rendre le numéro de référence illisible ou difficilement lisible de sorte qu’un nombre d’erreurs important peut être réalisé lors du relevé du numéro de référence par un opérateur. Des erreurs peuvent également être faites par les opérateurs lors de la recherche des données associées dans les tableaux de données.

Il convient donc de trouver une solution pour améliorer le suivi et la traçabilité des pièces métalliques afin de faciliter l’analyse des défections de machines et limiter les erreurs possibles lors de cette analyse.

A cet effet, l’invention concerne unoutil d’implantation d’un marqueur d’identification radio-fréquence RFID destiné à être monté sur un porte-outil d’une machine d’usinage de pièces métalliques, ledit outil comprenant:
- un dispositif de fixation standard configuré pour coopérer avec un embout du porte-outil,
- un dispositifd’implantation d’un marqueur d’identification radiofréquence RFID comprenant:
- un moyen d’insertion d’un marqueur d’identification radiofréquence RFID dans un logement d’une pièce métallique, et
- un lecteur/enregistreur configuré pour communiquer avec le marqueur d’identification radiofréquence RFID et pour enregistrer des données associées à ladite pièce métallique.

L’utilisation d’un outil spécifique d’une machine d’usinage configuré pour implanter un marqueur d’identification radiofréquence RFID permet l’implantation du marqueur sur la pièce métallique et l’enregistrement des données relatives à la pièce métallique lorsque la pièce métallique est dans la machine d’usinage ce qui permet de simplifier le suivi des pièces et de limiter les erreurs possibles dans les données associées à la pièce et enregistrées dans le marqueur d’identification radiofréquence RFID.

Selon un autre aspect de la présente invention, le moyen d’insertion comprend:
- un magasin configuré pour recevoir une pluralité de marqueurs d’identification radiofréquence RFID,
-un embout d’insertion destiné à être positionné en regard du logement de la pièce métallique par déplacement du porte-outil, et
-un dispositif mécanique configuré pour déplacer un marqueur d’identification radiofréquence RFID depuis le magasin jusqu’au logement de la pièce métallique via l’embout d’insertion, pour permettre son insertion dans ledit logement.

Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, le dispositif mécanique comprend un piston monté mobile en translation dans un orifice tubulaire disposé en regard de l’embout d’insertion.

Selon un aspect additionnel de la présente invention, le magasin comporte un barillet rotatif comprenant au moins deux chambres en forme de cavité traversante configurées pour recevoir chacune un marqueur d’identification radiofréquence RFID, les chambres du barillet étant configurées pour venir alternativement en regard dudit orifice tubulaire par rotation du barillet et le piston étant configuré pour pousser un marqueur d’identification radiofréquence RFID disposé dans la chambre du barillet disposée en regard de l’orifice tubulaire vers l’embout d’insertion.

Selon un autre aspect de la présente invention, le mouvement de rotation du barillet et le mouvement de translation du piston sont liés par un ensemble mécanique comprenant rainure ménagée dans un axe cylindrique lié en rotation au barillet et une bille ou un pion complémentaire de la rainure et lié(e) en translation au piston.

Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, la rainure présente une pluralité de formes en V autour de l’axe cylindrique, le nombre de formes en V dépendant du nombre de chambres du barillet.

Selon un autre aspect de la présente invention, le dispositif mécanique comprend une languette mobile en translation entre le magasin et l’orifice tubulaire selon une direction transverse à l’axe de l’orifice tubulaire et configurée pour déplacer un marqueur d’identification radio-fréquence RFID du magasin vers l’orifice tubulaire 17.

Selon un aspect additionnel de la présente invention, le piston est entraîné en translation par un vérin pneumatique ou hydraulique.

Selon un autre aspect de la présente invention, le lecteur/enregistreur comprend des moyens de communication sans fil, configurés pour communiquer avec une unité de commande de la machine d’usinage par liaison sans fil, pour transmettre au lecteur/enregistreur des données associées à la pièce métallique envoyées par l’unité de commande de la machine d’usinage.

Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, les moyens de communication sans fil sont des moyens de communication de type Bluetooth ®.

Selon un aspect additionnel de la présente invention, l’outil d’implantation comprend également une turbine configurée pour être alimentée par un fluide sous pression ou de l’air comprimé, fournie par la machine d’usinage, et pour générer un courant électrique permettant l’alimentation du lecteur/enregistreur.

L’utilisation d’une turbine configurée pour être alimentée par un fluide sous pression ou de l’air comprimé, fourni par la machine d’usinage, et pour générer un courant électrique permettant d’alimenter un dispositif électrique peut également être appliquée à d’autres outils de la machine d’usinage indépendamment de l’outil d’implantation d’un marqueur RFID décrit précédemment. Plus généralement, ce concept peut être appliqué pour tout dispositif nécessitant une alimentation en courant électrique.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels:

représente une vue schématique en coupe et en perspective d’un outil d’implantation d’un marqueur d’identification radio-fréquence RFID dans une première position;

représente une vue schématique en coupe et en perspective de l’outil de la figure 1 dans une deuxième position;

représente une vue schématique en perspective d’un magasin d’un outil d’implantation;

représente une vue schématique en perspective et en coupe d’un magasin d’un outil d’implantation;

représente une vue schématique en perspective et en transparence d’un magasin d’un outil d’implantation;

représente une vue schématique en perspective et en coupe d’une extrémité d’un outil d’implantation;

représente une vue schématique en perspective d’un élément de fermeture d’un outil d’implantation selon une première configuration;

représente une vue schématique en perspective d’un élément de fermeture d’un outil d’implantationselon une deuxième configuration;

représente une vue schématique en perspective et en transparence d’un lecteur/enregistreur d’un outil d’implantation;

représente une vue schématique des éléments constitutifs d’un lecteur/enregistreur d’un outil d’implantation;

représente une vue schématique en coupe et en perspective d’un outil d’implantation d’un marqueur d’identification radio-fréquence RFID selon un deuxième mode de réalisation dans une première position;

représente une vue schématique en coupe et en perspective de l’outil d’implantation de la figure 11 dans une deuxième position;

représente une vue schématique en coupe et en perspective d’un outil d’implantation d’un marqueur d’identification radio-fréquence RFID selon un troisième mode de réalisation dans une première position;

représente une vue schématique en coupe et en perspective de l’outil d’implantation de la figure 13 dans une deuxième position;

représente un organigramme des étapes d’un procédé de fabrication et d’une méthode d’assemblage selon la présente invention;

représente une vue schématique d’un marqueur d’identification radio-fréquence RFID dans un logement d’une pièce métallique;

représente une vue schématique d’un marqueur d’identification radio-fréquence RFID dans un logement d’une pièce métallique selon une autre configuration;

Dans ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références.

Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.

La présente invention concerne un procédé de fabrication d’une pièce métallique et un outil d’implantation d’un marqueur d’identification radio-fréquence RFID dans un logement de la pièce métallique.

L’outil d’implantation d’un marqueur RFID est configuré pour être utilisé dans une machine d’usinage de pièces métalliques. L’outil est destiné à être monté sur un porte-outil de la machine d’usinage de manière à pouvoir être utilisé par un robot de la machine d’usinage.

Les figures 1 et 2 représentent une vue en perspective et en coupe d’un exemple de réalisation d’un outil d’implantation 1. L’outil d’implantation 1 comprend un dispositif de fixation standard 3 disposé à une première extrémité 1a de l’outil d’implantation 1 et configuré pour coopérer avec un embout du porte-outil (non représenté). Le dispositif de fixation standard 3 présente par exemple un embout 5 de forme générale conique comprenant une collerette 7 sur la périphérie de laquelle est ménagée une goulotte 9. Le porte-outil comprend lui une broche complémentaire de l’embout conique 5 et configurée pour venir se fixer sur la collerette 7, par exemple par encliquetage.

Le dispositif de fixation standard 3 permet non seulement la fixation du porte-outil à l’outil d’implantation 1 mais également l’alimentation fluidique de l’outil d’implantation 1 via le porte-outil. Pour cela, le dispositif de fixation standard 3 comprend par exemple un orifice central traversant 11 configuré pour recevoir le fluide, généralement de l’air comprimé ou de l’huile sous pression.

L’outil d’implantation 1 comprend également un dispositif d’implantation 13 d’un marqueur d’identification radiofréquence RFID disposé à une deuxième extrémité 1b de l’outil d’implantation, opposée à la première extrémité 1a.

Le dispositif d’implantation 13 comprend:
- un moyen d’insertion d’un marqueur RFID 43 dans un logement 202 d’une pièce métallique 200, et
- un lecteur/enregistreur 40 (visible sur les figures 9 et 10) configuré pour communiquer avec les marqueurs RFID 43 (visible sur la figure 10) et pour enregistrer des données associées à ladite pièce métallique 200 dans laquelle le marqueur RFID 43 est implanté.

1) Premier mode de réalisation

a) Moyen d’insertion

Le moyen d‘insertion comprend un embout d’insertion 15 des marqueurs RFID 43 (visible sur les figures 10 et, 16 et 17), qui fait saillie au niveau de la deuxième extrémité 1b de l’outil d’implantation 13. L’embout d’insertion 15 est configurée pour être introduit dans le logement 202 de la pièce métallique 200 (visibles sur les figures 16 et 17) destiné à recevoir le marqueur RFID 43 (ou alternativement pour être disposée en regard du logement 202). Le marqueur RFID 43 a par exemple une forme générale cylindrique et le logement 202 a par exemple une forme sensiblement complémentaire au marqueur RFID 43. L’embout d’insertion 15 a par exemple une forme tubulaire et est disposé en prolongement d’un orifice 17 de forme tubulaire dans lequel est disposé un piston 19, aussi appelé poussoir, mobile entre une première position (représentée sur la figure 1) dite de recharge d’un marqueur RFID 43 dans laquelle le piston 19 est distant de l’embout d’insertion 15 et une deuxième position (représentée sur la figure 2) dite d’insertion du marqueur RFID 43 dans laquelle le piston 19 vient jusqu’à l’embout d’insertion 15 pour pousser un marqueur RFID 43 et permettre son insertion dans le logement 202 de la pièce métallique 200.

Le moyen d’insertion comprend également un magasin 21 (mieux visible sur les figures 3 et 4) comprenant une pluralité de réservoirs tubulaires 210 disposés régulièrement autour d’un axe longitudinal Δ du dispositif d’implantation 13 et destinés à recevoir une pluralité de marqueurs RFID 43 disposés les uns derrière les autres dans un réservoir tubulaire 210.

Le moyen d’insertion comprend également un barillet 23 monté rotatif autour de l’axe longitudinal Δ du dispositif d’implantation 13 et disposé à une extrémité du magasin 21. Le barillet 23 comprend une pluralité de chambres formés par des cavités traversantes et disposées régulièrement autour de l’axe longitudinal Δ du dispositif d’implantation 13 et destinées à venir en regard respectivement des réservoirs 210 du magasin 21 et de l’orifice tubulaire 17 du moyen d’insertion. Les chambres sont destinées à recevoir un marqueur d’identification RFID 43 issu d’un réservoir 210 du magasin 21. Les réservoirs 210 comprennent par exemple un élément élastique tel qu’un ressort hélicoïdal configuré pour contraindre les marqueurs RFID 43 disposés dans un réservoir 210 vers l’extrémité où est situé le barillet 23.

De plus, le mouvement de rotation du barillet 23 et le mouvement de translation du piston 19 sont reliés par un dispositif mécanique de sorte que lors du déplacement du piston 19 de la première vers la deuxième position, le barillet 23 est pivoté d’un angle prédéterminé de manière à ce que l’une des chambres du barillet 23 comprenant un marqueur RFID 43 vienne en regard de l’orifice tubulaire 17 de manière à pouvoir être poussé par le piston 19 à travers l’embout d’insertion 15.

Le mouvement de translation est obtenu par au moins un vérin 25, par exemple un vérin pneumatique dans le cas où l’outil d’implantation 1 est alimenté en air comprimé (l’ai comprimé est par exemple reçu via l’orifice central traversant 11 puis réparti vers les vérins 25 par un adaptateur 27) ou un vérin hydraulique dans le cas où l’outil d’implantation 1 est alimenté en huile sous pression. Sur les figures 1 et 2, deux vérins pneumatiques 25 sont visibles et permettent d’obtenir un mouvement de translation notamment du piston 19.

Le mouvement de translation du piston 19 est par exemple obtenu par un système de type vis/écrou dans lequel le dispositif de fixation 3 est entraîné en rotation par la broche du porte-outil tandis que les vérins 25 sont bloqués en rotation par une pièce fixe de la machine d’usinage, la rotation relative des éléments liés en rotation au dispositif de fixation 3 et des éléments liés en rotation aux vérins 25 provoque ainsi la translation des éléments liés en rotation au dispositif de fixation et notamment le piston 19.

Le mouvement rotatif entraînant le barillet 23 est par exemple obtenu par une coopération entre un pion ou une bille 26 et une rainure 28 présentant des sections inclinées par rapport à l’axe longitudinal Δ de l’outil d’implantation 1. Les sections inclinées correspondent à une succession de formes en V, le nombre de formes en V étant déterminé en fonction du nombre de chambres du barillet 23. Le pion ou bille 26 est par exemple lié(e) en déplacement (en translation) au piston 19 et la rainure 28 est par exemple ménagée sur un axe cylindrique d’entraînement 29 lié en rotation au barillet 23. L’axe d’entraînement 29 est par exemple guidé en rotation par deux paliers réalisés par des roulements 30. La figure 5 représente un exemple d’un tel axe d’entraînement 29. La forme de la rainure 28 est déterminée de sorte que lorsque le piston 19 passe de la deuxième position à la première position puis revient à la deuxième position, le barillet 23 a pivoté d’un angle correspondant à l’angle entre deux réservoirs 210 adjacents, par exemple 60° dans le cas d’un magasin comprenant cinq réservoirs 210 et un orifice tubulaire 17 comme dans le cas présent.

Au niveau de la deuxième extrémité 1b de l’outil d’implantation 1, un élément de fermeture 31 vient fermer le magasin 21 et maintenir le barillet 23 en position. L’embout d’insertion 15 est par exemple fait de matière avec l’élément de fermeture 31. L’élément de fermeture 31, mieux visible sur la figure 6, présente par exemple une forme circulaire et comprend une pluralité d’orifices traversants 310 (six dans le cas présent en comptant l’orifice situé au niveau de l’embout d’insertion 15) destinés à venir en regard avec les réservoirs 210 et l’orifice tubulaire 17. De plus, des volets de fermeture pivotants 33 peuvent être positionnés sur l’élément de fermeture 31 comme représenté sur les figures 7 et 8. Ces volets 33 sont par exemple contraints par des éléments élastiques ou des aimants pour venir obturer l’extrémité des réservoirs 210 et peuvent être pivotés manuellement par un opérateur pour libérer l’accès aux réservoirs 210 et permettre le remplissage des réservoirs 210 en marqueurs RFID 43.

Dans l’exemple des figures 6 à 8, les volets 33 sont retenus par des aimants destinés à être positionnés dans un logement dédié 35 et peuvent être pivotés individuellement par un opérateur via une clé telle qu’une clé 6 pans configurée pour venir s’insérer dans un orifice complémentaire 37 du volet 33.

b) lecteur/enregistreur

L’outil d’implantation 1 comprend également un lecteur/enregistreur 40 représenté sur les figures 9 et 10 et configuré pour enregistrer des données associées à la pièce métallique 200 dans le marqueur RFID 43 lorsque la pièce est disposée dans la machine d’usinage, par exemple au moment de son implantation dans un logement 202 de la pièce métallique. Le lecteur/enregistreur 40 comprend notamment une antenne RFID 41 disposée à proximité de l’embout d’insertion 15 de l’outil d’implantation 1 et configurée pour communiquer avec le marqueur RFID 43 via l’émission d’ondes radio-fréquences.

Comme représenté sur la figure 10, le lecteur/enregistreur 40 comprend également un microcontrôleur 45 par exemple de type Arduino^TMnotamment Arduino^TMuno. Le microcontrôleur 45 est par exemple alimenté par une turbine 47 (ou un moteur électrique notamment de type à courant continu) via un redresseur de tension 49. Le lecteur/enregistreur 40 comprend également un dispositif de communication 51 avec une unité de contrôle de la machine-outil, par exemple un émetteur-récepteur de type «bluetooth» ou autre type de protocole courte distance basé sur des échanges d’ondes électromagnétiques. Ce dispositif de communication 51 permet de recevoir les informations associées à la pièce métallique pour les enregistrer dans le marqueur RFID 43 via l’antenne RFID 41. La turbine 47 est entraînée par l’air comprimé fourni par le porte-outil et configurée pour convertir l’énergie mécanique fournie par l’air comprimé en énergie électrique. Alternativement, la turbine 47 peut être entraînée par un autre fluide sous pression tel que de l’huile. Dans le cas d’un moteur électrique, ce dernier peut être alimenté par des moyens d’accumulation tels que des batteries ou des piles. Les différents éléments du lecteur/enregistreur 40 peuvent être reliés par des câbles ou disposés sur un circuit imprimé commun (certains élément peuvent être disposés sur un circuit imprimé et les autres reliés par des câbles).

Par ailleurs, il est également possible d’utiliser une turbine 47 telle que décrite précédemment pour générer une alimentation électrique à partir d’un gaz comprimé ou d’un fluide sous pression indépendamment de l’outil d’implantation 1 d’un marqueur RFID 43. La turbine 47 peut par exemple être disposée sur un autre outil de la machine d’usinage nécessitant une alimentation électrique. En effet, l’utilisation d’une telle turbine 47 dans un outil de la machine d’usinage permet de fournir une alimentation électrique continue sans nécessiter de maintenance régulière comme dans le cas de pile ou de batterie qu’il faut régulièrement changer ou recharger. Cela permet de réduire la quantité de manipulations nécessaires par un opérateur pour utiliser la machine d’usinage, de limiter les temps d’arrêt de la machine d’usinage et d’éviter la contrainte liée à la planification de l’entretien de la machine (en fin de vie des piles ou lorsque la charge de la batterie est inférieure à un seuil prédéfini). De plus, une telle solution peut être appliquée sur n’importe quel outil d’une machine d’usinage puisque cette dernière comprend toujours un dispositif à air comprimé ou autre fluide sous pression.

En pratique, l’enregistrement des informations associées à la pièce métallique 200 est réalisé sensiblement au moment de l’implantation du marqueur RFID 43, par exemple juste avant son implantation, lorsque le marqueur RFID 43 est positionné au niveau de l’embout d’insertion 15 ou, préférentiellement, juste après son implantation lorsque le marqueur RFID 43 est placé dans le logement 202 de la pièce métallique 200.

Pour permettre une communication radio-fréquence entre le lecteur/enregistreur 40 et le marqueur RFID 43 lorsque ce dernier est positionné dans le logement 202 de la pièce métallique 200, le marqueur RFID 43 peut comprendre une portion faisant saillie hors du logement 202 comme représenté sur la figure 16. La portion en saillie a par exemple une hauteur h de 1mm. Alternativement ou en combinaison, le rebord du logement 202 peut présenter une forme évasée réalisée par exemple par un chanfrein à 45° comme représenté sur la figure 17.

De plus, le marqueur RFID 43 est par exemple monté en force dans le logement 202 de la pièce métallique 200. Alternativement, le marqueur RFID 43 peut être collé dans le logement 202 de la pièce métallique 200.

c) Fonctionnement

En fonctionnement, le porte-outil de la machine d’usinage est configuré, après avoir usiné la pièce métallique 200 et ménagé un logement pour un marqueur RFID 43 dans la pièce métallique 200, pour venir coopérer avec l’outil d’implantation 1. Pour cela, le porte-outil vient s’accoupler avec l’outil d‘implantation 1 au niveau du dispositif de fixation standard 3. Une fois l’outil d’implantation 1 fixé sur le porte-outil, ce dernier est configuré pour déplacer l’outil d’implantation 1 jusqu’à la pièce métallique 200 usinée dans laquelle est ménagé un logement 202. L’outil d’implantation 1 est positionné par le porte-outil de sorte que l’embout d’insertion 15 vienne en regard et à proximité voire en contact avec l’entrée du logement 202 ménagé dans la pièce métallique 200.

Lorsque l’outil d’implantation 1 est en position, le porte-outil est configuré pour délivrer de l’air comprimé (ou autre fluide sous pression) à l’outil d’implantation 1 ce qui permet d’une part d’entraîner la turbine 47 pour alimenter le lecteur /enregistreur et d’autre part d’actionner le ou les vérin(s) 25 et provoquer la rotation du dispositif de fixation 3 . Cet actionnement entraîne le déplacement du piston 19 dans l’orifice tubulaire 17 vers le barillet 23. Ce dernier est également entraîné en rotation via l’ensemble bille 26-rainure 28 de sorte qu’un marqueur RFID 43 issu du magasin 21 est positionné dans l’orifice tubulaire 17. Le piston 19 vient alors en contact avec le marqueur RFID 43 positionné dans l’orifice tubulaire 17 puis déplace le marqueur RFID 43 jusqu’au logement 202 ménagé dans la pièce métallique 200 via le passage à travers l’embout d’insertion 15. Le déplacement du piston 19 permet l’insertion en force du marqueur RFID 43 dans le logement 202 de la pièce métallique 200 (alternativement la fixation du marqueur RFID 43 dans le logement 202 peut se faire par collage). Une fois le marqueur RFID 43 inséré dans son logement 202, le lecteur/enregistreur 40 alimenté par la turbine 47 enregistre les informations liées à la pièce métallique et transmises par la machine d’usinage dans le marqueur RFID 43.

Le piston 19 est également déplacé vers la première position. Ainsi, le marqueur RFID 43 est implanté dans la pièce métallique 200 et les informations liées à la pièce métallique 200 sont enregistrées dans le marqueur RFID 43 au moment de son implantation ce qui permet de réduire les risques d’erreur dans les informations enregistrées. Les informations associées à la pièce métallique et enregistrées dans le marqueur RFID 43 comprennent par exemple un ou plusieurs des champs suivants:
- un numéro de référence,
- une date de fabrication,
- une méthode de fabrication,
- un lieu de fabrication,
- une référence d’une machine de fabrication,
- une référence d’un outil d’usinage,
- des dimensions de la pièce,
- un suivi de maintenance.

D’autres champs peuvent évidement être également enregistrés. De plus, lors de l’assemblage d’un équipement comprenant un ensemble de pièces métalliques 200 tel qu’une pompe à vide, un marqueur RFID 43 peut être implanté dans chacune des pièces métalliques 200 et un marqueur RFID supplémentaire, aussi appelé marqueur RFID maître peut être implanté dans un logement accessible lorsque l’équipement est à l’état monté, par exemple au niveau d’un carter de protection. Ce marqueur RFID maître comprend par exemple l’ensemble des informations enregistrées dans les différents marqueurs RFID 43 qui ont été implantés dans les différentes pièces et notamment les pièces métalliques 200 constituant l’équipement. Ce marqueur RFID maître permet ainsi d’accéder aux différentes informations enregistrées dans les différents marqueurs RFID 43 sans avoir besoin de démonter les différentes pièces de l’équipement. Le marqueur RFID maître peut être identique aux autres marqueurs RFID 43 ou peut comprendre une capacité plus importante.

2) Deuxième mode de réalisation

Selon un deuxième mode de réalisation représenté sur les figures 11 et 12, l’outil d’implantation 1 ne comprend pas de vérins ni d’ensemble mécanique basé sur le principe vis/écrou mais le piston 19 est entraîné en translation directement par l’air comprimé ou le fluide sous pression. Pour cela , l’orifice central 11’ débouche dans l’orifice tubulaire 17 dans lequel est positionné le piston 19 de sorte que l’alimentation en air comprimé (ou fluide sous pression) de l’outil d’implantation 1 via l’orifice central 11’ provoque le déplacement du piston 19 de la première position représentée sur la figure 11 vers la deuxième position représentée sur la figure 12. Le retour du piston 19 de la deuxième vers la première position est par exemple réalisé par un élément élastique, par exemple un ressort hélicoïdal (non représenté) disposé dans l’orifice tubulaire, configuré pour contraindre le piston 19 dans la première position en l’absence d’air comprimé (ou de fluide sous pression). Alternativement, le retour en première position peut être obtenu par une alimentation en air comprimé (ou en fluide sous pression) au niveau de l’autre extrémité de l’orifice tubulaire 17. Un conduit de fuite 12 peut être ménagé entre l’orifice tubulaire 17 et l’extérieur de l’outil d’implantation 1 pour éviter les surpressions (dans le cas d’un outil d’implantation 1 à air comprimé). L’outil d’implantation 1 peut être par ailleurs identique au premier mode de réalisation décrit précédemment.

3) Troisième mode de réalisation

Selon un troisième mode de réalisation non représenté, l’outil d’implantation 1 ne comprend pas de vérins mais comprend un ensemble bielle-manivelle relié à l’arbre de sortie de la turbine 47. L’ensemble bielle-manivelle permettant de transformer le mouvement de rotation de l’arbre de sortie de la turbine 47 en mouvement de translation et ainsi entraîner le déplacement du piston 19 entre les première et deuxième positions. Les autres aspects de l’outil d’implantation 1 sont par exemple similaires au premier mode de réalisation décrit précédemment.

4) Quatrième mode de réalisation

Selon un quatrième mode de réalisation, l’outil d’implantation 1 diffère des modes de réalisation précédents en ce qu’il ne comprend pas de barillet 23 mais un dispositif de chargement 50 d’un marqueur RFID 43 par translation au niveau de l’orifice tubulaire 17 représenté sur les figures 13 et 14. Dans ce quatrième mode de réalisation, le magasin 21’ comprend un unique réservoir 210’ de forme tubulaire configuré pour recevoir une pluralité de marqueur RFID 43. Le réservoir 210’ s’étend par exemple parallèlement à l’orifice tubulaire 17. Une fente 211 est ménagée entre une première extrémité 210’a du réservoir 210’ et l’orifice tubulaire 17 pour permettre le passage d’un marqueur RFID 43 du réservoir 210’ vers l’orifice tubulaire 17. L’outil d’implantation 1 comprend également une languette 212 mobile en translation selon une direction transverse à l’axe de l’orifice tubulaire 17 entre une position de repos dans laquelle la languette 212 s’étend hors de l’orifice tubulaire 17 et du réservoir 210’ comme représenté sur la figure 13 et une position de chargement ou la languette 212 s’étend à travers le réservoir 210’ jusqu’à l’orifice tubulaire 17 comme représenté sur la figure 14.

De plus, le réservoir peut également comprendre un élément élastique (non représenté) configuré pour contraindre les marqueurs RFID 43 vers la première extrémité du réservoir 210’. L’élément élastique est par exemple réalisé par un ressort hélicoïdal disposé au niveau de la deuxième extrémité 210’b du réservoir 210’. La languette 212 est donc configurée, lors de son passage de la position de repos à la position de chargement pour déplacer un marqueur RFID 43 disposé dans le réservoir 210’ au niveau de la première extrémité 210’a vers un l’orifice tubulaire 17. Le déplacement de la languette 212 entre les positions de repos et de chargement est par exemple réalisé par un vérin pneumatique 25’ alimenté par de l’air comprimé. Alternativement, un vérin hydraulique alimenté par de l’huile sous pression peut également être utilisé.

La présente invention concerne également un procédé de fabrication d’une pièce métallique 200 comprenant notamment une étape d’usinage de la pièce métallique 200 dans une machine d’usinage et une étape d’enregistrement des données relatives à la pièce métallique dans un marqueur RFID implanté sur la pièce métallique. Le procédé peut également comprendre une étape d’implantation du marqueur d’identification radio-fréquence RFID 43, par exemple à l’aide d’un outil d’implantation 1 tel que décrit précédemment. L’implantation du marqueur RFID 43 se fait à l’intérieur de la machine d’usinage. Ainsi, la pièce est usinée et le marqueur RFID 43 est implanté dans la pièce à la fin de l’usinage. Le logement ménagé dans la pièce métallique et configuré pour recevoir le marqueur RFID 43 peut être réalisé lors de l’usinage ou préalablement à l’usinage. Alternativement, le marqueur RFID peut être implanté sur la pièce métallique avant son introduction dans la machine d’usinage.

Ainsi, les données relatives à la pièce métallique 200 sont enregistrées dans le marqueur RFID 43 implanté dans ladite pièce métallique 200 lorsque la pièce métallique est disposée dans la machine d’usinage. Ainsi, lorsque la pièce métallique sort de la machine d’usinage, elle est prête à être assemblée avec d’autres pièces pour aboutir à l’assemblage d’un équipement tel qu’une pompe à vide.

La présente invention concerne également un procédé de fabrication d’une pièce métallique 200 et une méthode d’assemblage d’un équipement comprenant une pluralité de pièces dont au moins une est fabriqué selon ledit procédé.

Les différentes étapes du procédé de fabrication d’une pièce métallique 200 et de la méthode d’assemblage vont maintenant être décrites en détails à partir de l’organigramme de la figure 15.

La première étape 101 concerne l’usinage d’une pièce métallique 200. Pour cela, la pièce brute, par exemple un bloc d’aluminium est placé dans une machine d’usinage, par exemple une machine à commande numérique comprenant un porte-outil configuré pour sélectionner un outil dans un magasin d’outils et pour usiner la pièce à partir de l’outil sélectionné et des commandes rentrées dans la machine par un opérateur. Le porte-outil est configuré pour réaliser une séquence d’étapes d’usinage à partir d’un ou d’une pluralité d’outils sélectionnés pour aboutir à la pièce métallique 200 voulue. Le porte-outil peut comprendre une alimentation en air comprimé.

La première étape 101 peut également comprendre la formation d’un logement 202 destiné à recevoir un marqueur RFID 43. La taille et la forme du logement 202 sont par exemple choisies en fonction de la taille et de la forme du marqueur RFID 43 et du moyen de maintien choisi pour le marqueur RFID 43 dans le logement 202. De plus, le logement 202 peut comprendre au moins un dégagement latéral débouchant par rapport à l’emplacement du marqueur d’identification radiofréquence RFID 43 pour permettre la communication RF entre un marqueur RFID 43 implanté dans le logement 202 et un lecteur/enregistreur situé à proximité. Le logement 202 présente par exemple une forme évasée réalisée notamment par un chanfrein à 45°.

La deuxième étape 102 concerne l’implantation d’un marqueur RFID 43 dans le logement 202 ménagé dans la pièce métallique 200 usinée. Pour cette deuxième étape 102, la pièce métallique 200 est donc toujours positionnée dans la machine d’usinage et le porte-outil est configuré pour sélectionner l’outil d’implantation 1 décrit précédemment.

Le porte-outil vient alors positionner l’outil d’implantation 1 et notamment l’embout d’insertion 15 en regard du logement destiné à recevoir le marqueur RFID 43. Le porte-outil est alors configuré pour actionner le ou les vérins 25, 25’ de l’outil d’implantation 1 pour permettre le déplacement du piston 19 dans l’orifice tubulaire 17 ainsi que la rotation du barillet 23 pour permettre le déplacement du marqueur RFID 43 jusqu’au logement 202 ménagé dans la pièce métallique 200. Le marqueur RFID 43 est par exemple inséré en force dans le logement 202 par le piston 19 de l’outil d’implantation 1. D’autres types d’outil d’implantation peuvent également être utilisés.

Alternativement, la marqueur RFID 43 peut être implanté préalablement à l’usinage dans la pièce métallique 200. Dans ce cas, le procédé ne comprend par l’étape 102 qui est donc une étape facultative.

La troisième étape 103 qui peut être réalisée simultanément à l’étape 102 concerne l’enregistrement des données associées à la pièce métallique usinée dans le marqueur RFID 43. Le porte-outil est configuré pour entraîner la turbine 47 via l’alimentation d’air comprimé ce qui permet d’alimenter le lecteur/enregistreur 40 de l’outil d’implantation 1 de sorte que le lecteur/enregistreur 40 peut récupérer les données associées à la pièce métallique 200 usinée via la connexion Bluetooth avec l’unité de commande de la machine d’usinage. Alternativement cette récupération des données peut être réalisée préalablement. Le lecteur/enregistreur 40 est alors configuré pour transférer ces données au marqueur RFID 43 implanté. Les données correspondent par exemple aux données décrites précédemment (numéro de référence, date de fabrication, méthode de fabrication…). D’autres types d’alimentation du lecteur/enregistreur 40 peuvent également être utilisés.

En cas d’implantation préalable du marqueur RFID 43, un lecteur/enregistreur simple peut être utilisé pour transférer les données associées à la pièce métallique 200 vers le marqueur RFID.

Les étapes 101 à 103 concernent donc le procédé de fabrication d’une pièce métallique 200. Ainsi ces étapes 101 à 103 sont réitérées pour les différentes pièces métalliques 200 de l’équipement devant être usinées.

Les étapes suivantes concernent une méthode d’assemblage de pièces dont au moins une est fabriquée selon le procédé décrit aux étapes 101 à 103.

Lorsque les différentes pièces métalliques 200 sont usinées, l’étape 104 correspond à l’assemblage des différentes pièces, notamment les pièces métalliques usinées obtenues à partir des étapes 101 à 103 pour former l’équipement, par exemple une pompe à vide.

L’étape 105 est une étape facultative et concerne l’implantation d’un marqueur RFID supplémentaire dit marqueur RFID maître dans un logement de l’équipement permettant une communication avec un lecteur/enregistreur 40 lorsque l’équipement est à l’état monté. L’implantation est par exemple réalisée par un montage en force dans un logement dédié du carter de l’équipement.

L’étape 106 concerne l’enregistrement dans le marqueur RFID maître de données associées à une pluralité de pièces métalliques usinées constituant l’équipement de manière à pouvoir accéder à ces données sans avoir à démonter l’équipement. Les données enregistrées dans le marqueur RFID maître peuvent correspondre à une partie ou à l’ensemble des données enregistrées dans les différentes pièces métalliques constituant l’équipement. D’autres données peuvent également être enregistrées dans le marqueur RFID maître.

Ainsi, l’enregistrement de données relatives à une pièce métallique 200 dans un marqueur RFID 43 implanté dans une pièce métallique 200 lorsque la pièce est positionnée dans une machine d’usinage permet d’obtenir un marquage et une traçabilité des pièces avec une fiabilité accrue puisque le risque d’enregistrement de données incorrectes ou d’effacement des données est réduit. De plus, l’utilisation d’un outil d’implantation 1 compatible avec un porte-outil de la machine d’usinage et dont la partie électronique ne nécessite pas d’alimentation énergétique supplémentaire par rapport aux autres outils de la machine d’usinage permet d’obtenir une implantation aisée du marqueur RFID 43 et un enregistrement simple et fiable des données associées à la pièce métallique 200 dans le marqueur RFID 43.

Claims

Outil d’implantation (1) d’un marqueur d’identification radio-fréquence RFID (43) destiné à être monté sur un porte-outil d’une machine d’usinage de pièces métalliques (200), ledit outil (1) comprenant:
- un dispositif de fixation standard (3) configuré pour coopérer avec un embout du porte-outil,
- un dispositifd’implantation (13) d’un marqueur d’identification radiofréquence RFID (43) comprenant:
- un moyen d’insertion d’un marqueur d’identification radiofréquence RFID (43) dans un logement (202) d’une pièce métallique (200), et
- un lecteur/enregistreur (40) configuré pour communiquer avec le marqueur d’identification radiofréquence RFID (43) et pour enregistrer des données associées à ladite pièce métallique (200).
Outil d’implantation (1) selon la revendication 1 dans lequel le moyen d’insertion comprend:
- un magasin (21, 21’) configuré pour recevoir une pluralité de marqueurs d’identification radiofréquence RFID (43),
- un embout d’insertion (15) destiné à être positionné en regard du logement (202) de la pièce métallique (200) par déplacement du porte-outil, et
- un dispositif mécanique configuré pour déplacer un marqueur d’identification radiofréquence RFID (43) depuis le magasin (21) jusqu’au logement (202) de la pièce métallique (200) via l’embout d’insertion (15), pour permettre son insertion dans ledit logement (202).
Outil d’implantation (1) selon la revendication 2 dans lequel le dispositif mécanique comprend un piston (19) monté mobile en translation dans un orifice tubulaire (17) disposé en regard de l’embout d’insertion (15).
Outil d’implantation (1) selon la revendication 3 dans lequel le magasin (21) comporte un barillet (23) rotatif comprenant au moins deux chambres en forme de cavité traversante configurées pour recevoir chacune un marqueur d’identification radiofréquence RFID (43), les chambres du barillet (23) étant configurées pour venir alternativement en regard dudit orifice tubulaire (17) par rotation du barillet (23) et le piston (19) étant configuré pour pousser un marqueur d’identification radiofréquence RFID (43) disposé dans la chambre du barillet (23) disposée en regard de l’orifice tubulaire (17) vers l’embout d’insertion (15).
Outil d’implantation (1) selon la revendication 4 précédentes dans lequel le mouvement de rotation du barillet (23) et le mouvement de translation du piston (19) sont liés par un ensemble mécanique comprenant rainure (28) ménagée dans un axe cylindrique (29) lié en rotation au barillet (23) et une bille ou un pion (26) complémentaire de la rainure (28) et lié(e) en translation au piston (19).
Outil d’implantation (1) selon la revendication 5 dans lequel la rainure (28) présente une pluralité de formes en V autour de l’axe cylindrique (29), le nombre de formes en V dépendant du nombre de chambres du barillet (23).
Outil d’implantation (1) selon la revendication 3 dans lequel le dispositif mécanique comprend une languette (212) mobile en translation entre le magasin (21’) et l’orifice tubulaire (17) selon une direction transverse à l’axe de l’orifice tubulaire (17) et configurée pour déplacer un marqueur d’identification radio-fréquence RFID (43) du magasin (21’) vers l’orifice tubulaire 17.
Outil d’implantation (1) selon l’une des revendications précédentes en combinaison avec la revendication 3 dans lequel le piston (19) est entraîné en translation par un vérin pneumatique ou hydraulique (25, 25’).
Outil d’implantation (1) selon l’une des revendications précédentes dans lequel le lecteur/enregistreur (40) comprend des moyens de communication sans fil (51), configurés pour communiquer avec une unité de commande de la machine d’usinage par liaison sans fil, pour transmettre au lecteur/enregistreur (40) des données associées à la pièce métallique (200) envoyées par l’unité de commande de la machine d’usinage.
Outil d’implantation (1) selon la revendication 9 dans lequel les moyens de communication sans fil (51) sont des moyens de communication de type Bluetooth ®.
Outil d’implantation selon l’une des revendications précédentes comprenant également une turbine (47) configurée pour être alimentée par un fluide sous pression ou de l’air comprimé et pour générer un courant électrique permettant l’alimentation du lecteur/enregistreur (40).