Brevet FR2368745A1 — publié le 19780519

La présente invention concerne les installations de peinture et se rapporte plus particulierement à une installation automatique de peinture de l'intérieur de fourgonnettes. La mise en peinture de l'intérieur des fourgonnettes est une opération effectuée généralement par un ouvrier équipé d'un pistolet de peinture, qui pénètre dans la carrosserie. Cette opération manuelle est extrêmement insalubre du fait de la quasi impossibilité de réaliser une ventilation efficace de l'intérieur du véhicule. L'invention vise à remédier à cet inconvénient en créant une installation automatique susceptible d'améliorer considérablement les conditions de travail,tout en assurant une application très régulière de la peinture sur les parois internes de la carrosserie, notamment d'une fourgonnette. Elle a donc pour objet une installation automatique de peinture de la paroi interne d'un cops creux, notamment de la carrosserie d'une fourgonnette transportée sur un convoyeur principal caractériséeen ce qu'elle comprend au moins un convoyeur auxiliaire, des moyens pour faire passer la carrosserie du convoyeur principal sur le convoyeur auxiliaire en vue d'effectuer les opérations de peinture de l'intérieur de celle-ci et pour ramener la carrosserie peinte du convoyeur auxiliaire au convoyeur principal, une machine automatique à peindre comportant une tête de peinture supportée par un bras en porte-à-faux, ledit convoyeur auxiliaire comportant des moyens pour amener ladite carrosserie dans une position telle que la tête de peinture de la machine soit placée à l'intérieur de ladite carrosserie et pour déplacer ladite carrosserie par rapport à la tête de peinture au fur et à mesure de la projection par ladite tête de la peinture sur la paroi interne de ladite carrosserie. D'autres caractéristiques de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exepp- le - la Fig. 1 est une vue schématique de dessus de l'installation automatique de peinture suivant l'invention - la Fig. 2 est une vue en élévation, avec arrachement partiel de l'installation de la Fig. 1 - la Fig. 3 est une vue schématique en élévation d'une machine automatique à peindre utilisée dans l'installation suivant l'invention - la Fig. 4 est une vue en bout de la machine de la Fig. 3 - la Fig. 5 est un schéma synoptique de l'équipement électronique de la machine des Fig. 3 et 4. Sur la Fig. 1, l'invention est considérée comme étant appliquée à la peinture de l'intérieur de fourgonnettes. Cette installation est destinée à assurer la peinture de l'intérieur des fourgonnettes sans arrêter le transfert de ces véhicules en vue d'opérations ultérieures qu'ils doivent subir. A cet effet, l'installation est disposée sur le trajet d'un convoyeur principal 1 destiné à assurer le transfert des véhicules entre les postes de travail. Le convoyeur principal 1 comprend des rails 2 et une chaîne 3 disposée entre ceux-ci. Une partie 4 de la chalne est décalée par rapport aux rails 2 du convoyeur, au moyen de couples de pignons de renvoi 5 et 6 qui la maintiennent parallèle auxdits rails et dans l'intervalle entre les couples de pignons 5, 6,sont disposés entre les rails 2 un convoyeur à channe 7 de chargement de plateaux 8 d'un transbordeur à déplacement transversal par rapport à la direction du convoyeur principal et un convoyeur à chaîne 9 de déchargement desdits plateaux 8. Dans le mode de réalisation représenté à la Fig. 1, l'installation suivant l'invention comporte deux convoyeurs auxiliaires 10 et 11 disposés parallèlement au convoyeur principal, de part et d'autre de celui-ci. Les convoyeurs auxiliaires 10 et 11 sont desservis par le transbordeur à plateaux 8 comportant une chaîne 12,.lesdits plateaux étant déplaçables sur une voie 13. Les convoyeurs auxiliaires 10 et il comportent chacun une voie 14, 15 et deux portions d'entraînement à chaînes 16, 17 et 18, 19. Les portions 16 et 18 sont des portions d'approche et de retrait rapides des caisses desvéhicules, alors que les portions 17 et 19 sont des portions dites de peinture à déplacement à deux vitesses. L'ensemble qui vivent d'être décrit constitue le dispositif de manutention de l'installation. A l'extrémité de chaque convoyeur auxiliaire 10, 11, opposée aux plateaux 8, est disposée une machine automatique à peindre ou robot de peinture 20, 21 qui sera décrite par la suite en référence aux Fig. 3 et 4. Ainsi qu'on peut le voir à la Fig. 2, sur les convoyeurs auxiliaires 10, 11 et sur la partie du convoyeur principal disposée entre eux, est placé un tunnel 22 dans lequel sont en outre prévues des cabines de peinture telles que 23 associées à chaque robot de peinture. Chaque cabine de peinture est équipée d'un ventilateur d'extraction tel que 24 placé sur le toit du tunnel 22 et relié par un conduit d'extraction tel que 25 à la cabine correspondante. Les machines à peindre 20 et 21 de l'installation représentée à la Fig. 1 sont identiques. La machine 20 représentée aux Fig. 3 et 4 comporte un chassis fixe 30 sur lequel est montée une poutre rigide 31 en porte- -faux ayant approximativement une longueur égale à celle des caisses de fourgonnettes de longueur maximale qui devront être peintes dans l'installation. A l'extrémité de la poutre 30, est montée une tête mobile 3t, dont les divers mouvements permettent à des pistolets de peinture qui en font partie, de suivre le contour intérieur de la carrosserie du véhicule V à peindre. Ces pistolets doivent suivre le profil intérieur desdites carrosseries, c'est-à-dire une trajectoire plus ou moins complexe comprenant des portions rectilignes etdes portions curvilignes. En outre, cette trajectoire est variable le long de l'axe de la carrosserie. I1 est donc nécessaire d'assurer la réalisation de cette trajectoire par la conjugaison de trois mouvements de la machine et d'un mouvement relatif carrosserie-machine à peindre. La tête 32 de la machine 20 est une tête rotative dont l'axe de rotation est confondu avec l'axe de la poutre support 31. La rotation de la tête est assurée par un moteur électrique à faible inertie 33 dont l'arbre de sortie est accouplé à un réducteur à roue et vis sans fin non représenté, de façon à permettre à la vitesse de rotation de la tête 32 de varier de O à 30 tours par minute. Un frein électromagnétique non représenté est en outre prévu pour bloquer l'ensemble mobile 32 en cas d'incident en cours de pulvérisation. La tête 32 comporte en outre un capteur de position angulaire 34 de type potentiométrique destiné à transmettre à un dispositif de contrôle la position angulaire de la tête 32. Cette tête comporte en outre un bras téléscopique 35 dont les mouvements propres indiqués par la flèche 36 à la Fig. 4 sont assurés par un moteur électrique 37 à faible inertie, un moteur à rotor plat par exemple, entraînant par l'intermédiaire de pignons de transmission et de renvoi, une crémaillère, non représentée, solidaire dudit bras. Au moteur 37, sont associes un capteur du type potentiométrique , non représenté, de la position radiale du bras télescopique 35 et un frein electromagnétique de blocage. La combinaison des deux mouvements de rotation et radial du bras 35 permet d'assurer les déplacements d'un pistolet 38 porté par ledit bras suivant une trajectoire continue, parallèle au profil à peindre. Le pistolet doit rester à peu près perpendiculaire à la surface à peindre pendant tout le cycle de peinture. A cet effet, il est monté sur un axe oscillant perpendiculaire au bras 35. Le mouvement du pistolet indiqué par la flèche 39 est assuré par un moteur électrique 40 de même type que les moteurs 33 et 37. La position angulaire du pistolet 38 par rapport au bras 35 est également contrôlée par un capteur potentiométrique de position angulaire, non représenté. La machine à peindre représentée aux Fig. 3 et 4 comporte également un équipement de contrôle 41 et un équipement de commande 42 disposés dans des pupitres correspondants. Une partie de l'équipement électronique de la machine est montée dans un boîtier 43 de la tête mobile 32 qui porte également les moyens pneumatiques 44 d'actionnement du pistolet 38. La transmission des informations électriques entre les équipements de contrôle et Qe commande 41 et 42 d'une part et la tête 38, d'autre part, est assurée au moyen d'un collecteur à plusieurs pistes à balai frotteur, non représenté. Le milieu dans lequel évolue la tête 32 de la machine 20 étant chargé de peinture et par conséquent de solvant, la machine est rendue anti-deflagrante par pressurisation complète de tout l'intérieur de la machine. Cette mise en surpression est réalisée avec de l'air comprimé dont la pression est commandée par un pressostat de sécurité. Dans le mode de réalisation des Fig. 3 et 4, la machine comporte un pistolet mais pour des raisons de cadence de b production, elle peut être équipée de plusieurs pistolets. En général, elle est pourvue de deux pistolets placés côte à côte afin d'obtenir un jet de peinture assez large. L'alimentation en air comprimé et en peinture est assurée par unetuyauterie placée dans la poutre 31, ladite tuyauterie étant raccordée à des conduits prévus dans la tête 32, au moyen d'un joint tournant, non représenté. L'équipement de contrôle et de commande de l'installation suivant l'invention va maintenant être décrit en référence à la Fig. 5. Cet équipement comporte principalement un calculateur 50 qui comporte une voie de commande du moteur 33 de déplacement angulaire de la tête 32, une voie de commande du moteur 37 de positionnement radial du pistolet 38 et une voie de commande du moteur 40 des déplacements angulaires dudit pistolet par rapport au bras téléscopique 35. La voie de commande du moteur 33 comporte un convertisseur numérique-analogique dont l'entrée est connectée à une sortie du calculateur et dont la sortie est connectée à une entrée d'un comparateur 52 d'écart. L'autre entrée du comparateur 52 est connectée à la sortie du capteur 34 de la position angulaire de la tête 32. La sortie du comparateur 52 est connectée à une entrée d'un variateur de vitesse 53 dont une autre entrée est reliée à la sortie d'une génératrice tachymétrique 54 couplée à l'arbre de sortie du moteur 33 et au capteur 34. La sortie du variateur 53 est connectée au moteur 33. Le capteur de position 34 est en outre connecté à une entrée du calculateur 50, par l'intermédiaire d'un convertisseur numérique-analogique 55. La voie de commande du moteur 37 comporte également un convertisseur numérique-analogique 56,un comparateur d'écart 57, un variateur de vitesse 58, un capteur 59 de position radiale du pistolet, une génératrice tachymétrique 60 et un convertisseur numérique-analogique 61 agencés de la même façon que les éléments correspondants de la voie de commande du moteur 33. La voie de commande du moteur 40 de déplacement angulaire du pistolet 38 par rapport au bras 35, comporte elle aussi un convertisseur numérique-analogique 62, un comparateur d'écart 63, un variateur 64, un capteur angulaire 65, une génératrice tachymétrique 66 et un convertisseur analogiquenumérique 67 connectés de la façon décrite précédemment. L'installation qui vient d'être décrite fonctionne de la façon suivante. Les carrosseries des véhicules V sont amenées par le convoyeur principal 1 dans le sens de la marche de celui-ci, portes et haillons ouverts. Le convoyeur à chaîne 7 de chargement des plateaux 8 reprend la carrosserie pour la véhicules une vitesse égale environ à cinq à six fois la vitesse du convoyeur principal vers un plateau 8 du transbordeur transversal 12, 13. Lorsque la carrosserie atteint sa position de transfert sur le transbordeur-, elle est dirigée latéralement pour être reprise par exemple par le convoyeur auxiliaire 10. La carrosserie est d'abord reprise par la portion 16 d'approche rapide dont la chaîne est déplacée en sens inverse de celle du convoyeur principal 1. Cette opération a pour résultat de présenter la carrosserie par sa face arrière ouverte, devant la machine à peindre 20. La carrosserie est alors transférée à la portion 17 de peinture du convoyeur auxiliaire et celle-ci assure l'introduction à grande vitesse de la tete de la machine à peindre et de la poutre 32 qui la supporte, à l'intérieur de la carrosserie jusqu'à ce que le pistolet 38 se trouve à la hauteur de la cabine. Alors, la portion 17 du convoyeur auxiliaire 10 s'arrête et le cycle d'approche est terminé. On notera que les mouvements précités sont effectués à grande vitesse de façon à limiter au maximum les temps morts de manutention. La carrosserie occupe alors sur le convoyeur auxiliaire 10, la position représentée à la Fig. 1. Après inversion du sens de marche de la portion 17 du convoyeur auxiliaire 10, le cycle de peinture peut commencer, lorsque la carrosserie commence à être déplacée à faible vitesse déterminée en fonction du cycle propre ae la machine. Il s'agit au cours du-cycle de peinture de commander les mouvements du bras 35 de façon que le pistolet 38 se trouve à une distance constante de la paroi à peindre et que la vitesse du pistolet par rapport à la paroi soit la même,quel que soit le véhicule à peindre. Le calculateur 50 transmet aux moteurs 33, 37 et 40 des signaux de commande de position nécessaires pour assurer au pistolet 38 un mouvement lui permettant de suivre la paroi intérieure de la caisse du véhicule V (Fig. 4). Simultanément, le véhicule est déplacé à vitesse constante par la portion de peinture 17 du convoyeur auxiliaire 10 de sorte que le pistolet 38 décrit un mouvement hélicoïdal à l'intérieur de la caisse du véhicule. Les informations concernant les parois des différents types de véhicules sont stockées dans la mémoire du calculateur 50 en coordonnées cartésiennes (x,y) pour les différentes coupes de l'intérieur de chaque véhicule. n . Le calculateur 50 transforme les coordonnées cartésiennes (x,y) en coordonnées polaires (p, 0), p correspondant à la longueur du bras téléscopique 35 et O étant l'angle de rotation dudit bras autour de l'axe de la poutre 31. De plus, le calculateur commande l'angle de l'incidence du pistolet 38 par rapport à la paroi. Les instructions du calculateur relatives aux moteurs 33, 37, 40 sont respectivement converties en signaux analogiques par les convertisseurs 55, 56, 62 et comparées par les comparateurs d'écart 32, 57, 63 aux informations délivrées par les capteurs 34, 59, 65 respectivement associés auxdits moteurs. Les comparateurs d'écart délivrent des signaux de consigne de vitesse aux variateurs de vitesse 53, 5g, 64. Ces verniers reçoivent des génératrices tachymétriques 54, 59, 66 des informations de vitesse des trois moteurs précités et délivrent à leur tour des signaux de commande aux moteurs correspondants. Les instructions du calculateur sont émises en fonction des informations de position qu'il reçoit à chaque instant en provenance des capteurs 34, 59, 65 par l'intermédiaire des convertisseurs analogique-numérique 55, 61, 67. Le calculateur 50 donne à intervalles de temps très rapprochés1 de l'ordre de 20 ms,des instructions de position aux trois moteurs 33, 37 et 40. I1 déduit donc les coordonnées polaires du bras 35 des coordonnées cartésiennes stockées dans sa mémoire pour chaque point du parcours séparé du point voisin par un invervalle de temps de 20 ms, en fonction de l'avance du convoyeur de peinture 17 qui comporte à cet effet un capteur de position déplaçable avec la carrosserie du véhicule V en cours de peinture. Les freins électromagnétiques équipant les moteurs 33, 37, 40 permettent un blocage rapide du système en cas de défaut. Le calculateur a aussi pour rôle de détecter les mauvais fonctionnements et de commander l'arrêt de l'installation en cas de panne. En revenant à nouveau à la Fig. 1, on constate que pendant qu'une carrosserie est peinte par la machine 20, une seconde carrosserie est en cours de mise en place par rapport à la machine 21, une troisième carrosserie étant amenée dans la zone de l'installation de peinture et une quatrieme carrosserie quittant ladite installation. L'installation de peinture suivant l'invention assure donc la peinture de l'intérieur des carrosseries de fourgonnettes à une vitesse compatible avec le débit normal du convoyeur principal. REVENDICATIONS 1. Installation automatique de peinture ae la paroi interne d'un corps creux, notamment de la carrosserie d'une fourgonnette transportée sur un convoyeur principal, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un convoyeur auxiliaire (10; :11), des moyens (7, 8, 9) pour faire passer la carrosserie du convoyeur principal (1) sur-le convoyeur auxiliaire (10; 11) en vue d'effectuer les opérations de peinture de l'intérieur de celleci, et pour ramener la carrosserie peinte du convoyeur auxiliaire (10, 11) au convoyeur principal (1), une machine automatique à peindre comportant une tête de peinture (32) supportée par un bras en porte-à-faux (31), ledit convoyeur auxiliaire (10; 11) comportant des moyens (17 ; 19) pour amener ladite carrosserie dans une position telle que la tête de peinture (32) de la machine soit placée à l'intérieur de ladite carrosserie et pour déplacer ladite carrosserie par rapport à la tête de peinture au fur et à mesure de la projection par ladite tête de la peinture sur la paroi interne de ladite carrosserie. 2. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que ledit convoyeur auxiliaire (lU; 11) comprend une portion d'approche (16; 18) de déplacement rapide de la carrosserie vers la machine à peindre (20; 21) suivie d'une portion (17 ; 19) de peinture destinée à assurer l'introduction rapide de la tête (32) de la machine à peindre dans la carrosserie puis le déplacement lent en sens inverse de la carrosserie pendant la projection de peinture. 3. Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérise en ce que lesdits moyens pour faire passer la carrosserie du convoyeur principal (1) sur le convoyeur auxiliaire (10; 11) et pour ramener la carrosserie peinte du convoyeur auxiliaire (10; 11) sur le convoyeur principal (1) comprennent un premier convoyeur (7) de liaison entre le convoyeur principal et un transbordeur à plateau (8) transversal à la direction du convoyeur principal et un second convoyeur (9) de liaison entre ledit transbordeur et ledit convoyeur principal (1), lesdits premier et second convoyeurs (7, 9) étant disposés de part et d'autre dudit transbordeur. 4. Installation suivant la revendication 3, caractérisée en ce que la tête de peinture~(32) de ladite machine à peindre (20, 21) est montée à rotation coaxialement audit bras et en ce qu'elle comprend un bras téléscopique (35) perpendiculaire à l'axe de rotation de la tête, ledit bras portant à son extrémité au moins un pistolet orientable (38). 5. Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un moteur électrique (33) de déplacement en rotation de la tête (32), un moteur électrique (37) d'actionnement du bras téléscopique (35) et un moteur électrique (40) de déplacement du pistolet (38), lesdits moteurs électriques (33, 37, 40) étant des moteurs à faible inertie. 6. Installation r suivant la revendication 5, caractérisée en ce que lesdits moteurs électriques (33, 37, 40) sont des moteurs à rotor plat. 7. Installation suivant l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisée en ce que chaque machine comporte une unité (41, 42) de commande de la position angulaire de la tête (32), de l'extension du bras téléscopique (35) et de la position du pistolet (38), en fonction du profil instantané de la carrosserie déplacée par rapport à ladite machine. 8. Installation suivant la revendication 7, caractérisée en ce que ladite unité de commande comporte un calculateur (50) dans la mémoire duquel sont stockées les données relatives au profil évolutif des parois internes des carrosseries à peindre et des moyens (51, 52, 53, 34, 54, 55 ; 56, 57, 58, 59, 60, 61 62, 63, 64, 65, 66, 67) de commande desdits moteurs électriques (33 ; 37, 40) en fonction desdites données contenues dans la mémoire du calculateur et des données de position et de vitesse réelles des organes (32, 35, 38) entraînées par lesdits moteurs. 9. Installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce que lesdits moyens de commande de chacun desdits moteurs (33; 37; 40) comprennent un convertisseur numériqueanalogique (51;56;61)connecté entre la sortie correspondante du calculateur (50) et une entrée d'un comparateur a'écart (52 ; 57 63) dont l'autre entrée est connectée à un capteur de position (34 ; 59; 65) de la tête de peinture (32),du bras téléscopique (35) et du pistolet (38) respectivement, la sortie dudit comparateur est connectée à une entrée d'un variateur de vitesse (53; 58; 64) dont une autre entrée est connectee à la sortie d'une génératrice tachymétrique (54; 60; 66) couplée au moteur (33; 37; 40) correspondant, la sortie dudit variateur étant connectée audit moteur (33; 37; 40). 10. Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, comportant deux machines à peindre (20; 21), caractérisée en ce qu'elle comprend deux convoyeurs auxiliaires (10; 11) disposés de part et d'autre dudit convoyeur principal (i) et parallèles à celui-ci, chaque convoyeur auxiliaire étant associé à une machine à peindre (20; 21) respectivement et étant desservi alternativement par ledit premier convoyeur (7), ledit transbordeur à plateaux (8) et ledit second convoyeur (9), ledit transbordeur comportant à cet effet au moins deux plateaux (8).