Brevet FR2522561A1 — publié le 19830909

Appareil de soudage complémentaire pour caisse d'automobile. La présente invention concerne un appareil destiné à effectuer une soudure complémentaire sur une caisse d'automobile assein- blée provisoirement et, plus particulièrement, un appareil de soudage complémentaire gràce auquel, à un poste de soudage complémentaire destiné à réaliser une soudure complémentaire entre un dessous de caisse et les panneaux latéraux de la caisse d'automobile, on puisse effectuer aussi un soudage complémen- taire sur le bord périphérique des ouvertures de la caisse telles qu'un encadrement de porte ou analogue. En tant qu'appareil de ce genre, on en connaît jusqu'à présent un d'un type dans lequel, à un poste de soudage complémentaire auquel des robots de soudage par-dessous, destinés à effectuer un soudage complémentaire entre le dessous et des éléments latéraux de la caisse d'automobile, sont prévus de manière à reposer sur le sol, il est prévu des robots de soudage par dessus destinés à effectuer un soudage complémentaire entre le pavillon et les éléments latéraux de la caisse d'automobile, ces robots étant agencés pour être suspendus à un bâti de machine situé au- dessus de façon que les soudures complémentaires par-dessus et par- dessous de la caisse d'automobile puissent être effectuées à-ce poste unique (voir demande de brevet JA publiée sans examen N O 108050/Showa 53 ( 1978)). Dans ce cas, la soudure à réaliser entre le pavillon et les organes latéraux est rectiligne et il suffit donc d'un robot de soudage par dessus, comme décrit dans ladite demande, qui est assez petit et léger et dont la liberté de mouvement (recti- ligne seulement) est assez réduite pour que le robot puisse être suspendu à un bâti de machine en vue de décrire un mouvement rectiligne. Par contre, pour le soudage complémentaire sur le bord périphé- rique d'une ouverture non circulaire, telle qu'un encadrement de porte ou autre ouverture d'une caisse d'automobile, il est nécessaire d'utiliser une tête de soudage susceptible de se dé- placer angulairement en tous sens sur 360 pour faire face à toute partie du bord périphérique de l'ouverture et, pour cette raison, il est courant jusqu'à présent d'utiliser, pour opérer ce genre de soudage complémentaire, un robot multi-usages de grandes dimensions dont le bras support est susceptible d'un mouvement multidirectionnel Dans ce cas, il n'est pas possible d'utiliser le robot multi-usages autrement qu'en le faisant reposer sur le sol et il est par conséquent presque impossible, compte tenu de l'espace dont on dispose, de prévoir à la fois le robot multi-usages et le robot de soudage par-dessous à un même poste de soudage En outre, compte tenu de ce que le robot de soudage par-dessus, destiné à réunir par un soudage complémentaire le pavillon et les éléments latéraux, est porté de telle sorte que sa tête de soudage est introduite dans l'ou- verture de fixation de la porte, il est presque matériellement impossible-de le prévoir conjointement avec le robot multi- usages à un même poste de soudage. Par conséquent il faut prévoir un supplément d'espace au sol pour ménager un poste de soudage exclusivement affecté au sou- dage complémentaire du bord périphérique des ouvertures, ce qui empêche de réduire la longueur de la chaîne de soudage complé- mentaire; en outre, l'utilisation d'un robot multi-usages augmente le prix de l'appareil. La présente invention a pour objet de supprimer-les difficultés précitées et de proposer un appareil grâce auquel il soit pos- sible d'opérer un soudage complémentaire sur le bord périphé- rique d'une ouverture à un poste de soudage complémentaire qui effectue une soudure complémentaire entre le dessous et les éléments latéraux et suivant une première caractéristique de l'invention l'appareil du type dans lequel il est prévu un poste de soudage complémentaire dans lequel des robots de soudage par-dessous pour effectuer une soudure complémentaire entre le dessous et les éléments latéraux d'une caisse d'automobile assemblée provisoirement sont agencés pour reposer sur le sol, est caractérisé en ce que des robots de soudage d'ouverture, destinés à effectuer une soudure complémentaire sur le bord périphérique d'ouvertures telles qu'un encadrement de porte ou analogue de la caisse d'automobile, sont prévus audit poste de soudage complémentaire de manière à être suspendus à un bâti de machine prévu au-dessus, et en ce qu'un robot de soudage d'ouverture comporte un bras porte-tête, mobile angulairement sur 360 et inclinable, qui est fixé à la partie terminale frontale d'un bras support, mobile pour se rapprocher et s'écar- ter de l'ouverture, de manière à être susceptible d'extension et de rétraction suivant toute direction radiale du bras support. Suivant une seconde caractéristique, l'invention a pour objet un appareil permettant de réduire la longueur de la chaîne de soudage complémentaire par mise en oeuvre de la première carac- téristique sus-indiquée de l'invention et comportant un premier poste de soudage complémentaire dans lequel un premier et un second robots de soudage par-dessous avant et arrière, destinés à opérer un soudage complémentaire sur les parties avant et arrière respectivement d'une ligne de joint entre le dessous et les éléments latéraux d'une caisse d'automobile assemblée provi- soirement, sont prévus sur chacun des côtés droit et gauche de ladite caisse de façon à reposer sur le sol, et un second poste de soudage complémentaire dans lequel des troisièmes robots de soudage par-dessous, destinés à opérer un soudage complémen- taire sur la partie centrale de la ligne de joint entre le des- sous et les éléments latéraux sont prévus sur chacun des côtés droit et gauche de la caisse d'automobile de manière à reposer sur le sol, cet appareil étant caractérisé en ce que des premiers robots de soudage d'ouverture, destinés à effectuer un soudage complémentaire sur le bord périphérique d'un encadrement de porte de la caisse d'automobile, sont prévus au premier poste de soudage complémentaire et sur chacun des côtés droit et gauche de ce poste de manière à être suspendus à un bâti de ma- chine situé au-dessus, en ce qu'un second robot de soudage d'ouverture, destiné à effectuer un soudage complémentaire sur le bord périphérique de l'encadrement de pare-brise de la caisse d'automobile, est prévu au premier poste de soudage et en face de la partie centrale selon la direction transversale de ce poste de manière à être suspendu au bâti de machine, en ce que chacun des robots de soudage d'ouverture comporte un bras porte- tête, mobile angulairement sur 360 et inclinable, fixé à la partie terminale avant d'un bras support, lequel est mobile pour se rapprocher et s'écarter de l'ouverture qui lui fait face, de façon à être susceptible d'extension et de rétraction suivant toute direction radiale du bras support, et en ce que des robots de soudage par-dessus, destinés à effectuer une sou- dure complémentaire entre le pavillon et les éléments latéraux de la caisse d'automobile, sont prévus au second poste de souda- ge complémentaire et sur chacun des côtés droit et gauche de ce dernier de manière à être suspendus à un bâti de machine prévu au-dessus. On décrira ci-après à titre d'exemple un mode de réalisation de l'invention en se référant aux dessins ci-annexés, dans lesquels: La figure la est une vue en perspective, avec omission de pièces, d'une caisse d'automobile à l'état désas- semblé; la figure lb représente en perspective la même caisse à l'état assemblé; la figure 2 est une vue en élévation latérale d'un exemple d'appareil selon l'invention; les figures 3 et 4 sont des vues en coupe suivant III-III et IV-IV, respectivement, de la figure 2; la figure 5 est une vue en élévation latérale d'un robot de soudage pour le soudage sur une ouverture utilisé dans l'appareil selon l'inven- tion; la figure 6 est une vue en élévation latérale, partiellement en coupe, d'un bras porte-tête du robot; la figure 7 est un schéma destiné à faire comprendre le fonctionnement du robot et la figure 8 est un schéma pour expliquer une partie du fonc- tionnement de la partie du bras supportant la tête du robot. La figure la représente la caisse d'une automobile du type à quatre portes, composée d'un dessous ou plate-forme a, d'élé- ments latéraux ou montants droit et gauche b (dont un seul est représenté ici), d'un pavillon c et d'un tablier de capot d qui, sur la figure lb, sont assemblés et réunis par soudage provisoire pour former une caisse d'automobile provisoirement assemblée. Cette caisse d'automobile W est successivement transportée, dans l'ordre, à un premier poste de soudage complémentaire STI et à un second poste de soudage conpl&mentaire 512 qui se succèdent en série le long d'une cha Ine de soudage complémentaire, afin de subir des sou- dages complémentaires sur ses parties respectivement intéressées. Chacun des postes de soudage complémentaire ST 1, ST 2 comporte un moyen de levage l propre à déplacer vers le haut et vers le bas la caisse d'automobile W avec celle-ci maintenue en place par insertion des doigts de positionnement la du moyen de levage dans des trous d'évacuation d'eau e respectifs ménagés dans le dessous a et, au-dessus du moyen de levage, un bâti de machine 2. En outre, le premier poste de soudage complémentaire ST 1 comporte des premiers et des seconds robots de soudage par-dessous 3-1, 3-2, situés à l'avant et à l'arrière pour effectuer un soudage complémentaire sur les parties avant A et arrière B du joint entre le dessous a et les éléments latéraux b de la caisse d'automobile W, ces robots étant prévus sur chacun des côtés droit et gauche de la caisse de manière à reposer sur le sol, comme représenté sur les figures 2 et 3 Le second poste de soudage complémentaire ST 2 comporte des troisièmes robots de soudage par-dessous 3-3, destinés à effectuer un soudage com- plémentaire en des points C de la partie centrale du joint entre le dessous a et les éléments latéraux b, un tel troisième robot étant prévu sur chacun des côtés droit et gauche du poste de manière à reposer sur le sol comme représenté sur les figu- res 2 et 4 Ces robots 3-1, 3-2, 3-3 peuvent être des robots multi-usages mais, dans l'exemple illustré, chacun des premiers et seconds robots de soudage par-dessous 3-1 et 3-2 est consti- tué par un robot de type tridimensionnel comportant une table 4 mobile selon un mouvement de va-et-vient transversalement au poste, une table rotative 5 montée sur la table 4 et un bras oscillant 6 monté sur le haut de la table 5 portant une tête de soudage 8 fixée à sa partie terminale avant par l'intermédiaire d'un mécanisme articulé 7, et les troisièmes robots de soudage par dessous 3-3 sont du type à mouvement rectiligne bidirection- nel mobile d'avant en arrière et de droite à gauche et portent deux têtes de soudage avant et arrière 10 qui y sont fixées par l'intermédiaire d'une table de levage 9. La structure ci-dessus ne diffère pas particulièrement de la structure classique Conformément à la présente invention, par exemple, en vue d'opérer au premier poste de soudage complémen- taire ST 1 le soudage complémentaire de bords périphériques res- pectifs des encadrements de porte et de l'encadrement de pare- brise de la caisse d'automobile W, il est prévu deux premiers robots de soudage d'ouverture 11-1, disposés à l'avant et à l'arrière pour effectuer le soudage complémentaire des bords pé- riphériques D des encadrements de porte avant et arrière, les- quels sont situés au premier poste de soudage complémentaire ST 1, sur chacun des côtés droit et gauche de ce poste, de manière à être suspendus au bâti de machine 2 placé au-dessus et aussi un second robot de soudage d'ouverture 11-2, destiné à opérer le soudage complémentaire du bord périphérique E de l'encadrement de pare-brise, disposé au premier poste de soudage complémentaire ST 1, devant la partie centrale selon la direction transversale de ce poste, de manière à être suspendu au bati 2 de la machine. Chacun des premiers et seconds robots de soudage d'ouverture 11-1, 11-2 comporte un bras porte-tête 13 mobile angulairement sur 360 et susceptible de basculer, fixé sur la partie termi- nale avant d'un bras support 12 lequel est mobile pour se rap- procher et s'écarter de l'ouverture qui lui fait face, de manière à être susceptible d'extension et de rétraction suivant toutes les directions radiales par rapport au bras support 12. Ce type de robot a déjà été proposé par la demanderesse dans la demande de brevet JA NI 61487/Showa 56 ( 1981) et est représenté en détail sur les figures 5 et 6 D'une manière plus détaillée, ce robot comporte un bati porteur 15 fixé à la partie terminale avant du bras support 12 précité, lequel avance et recule sui- vant sa direction longitudinale sous l'effet d'un vérin 14, et est muni d'un bâti rotatif 17 qui y est fixé et qui est agencé pour pivoter sous l'action d'un arbre menant 16 inséré à travers le bâti porteur 15, le bras porte-tôte précité 13 étant monté sur le bâti rotatif 17 de façon à être susceptible d'extension et de rétraction suivant toutes les directions radiales de ce dernier et à pouvoir basculer, et une tête de soudage 18 est fixée à la partie terminale avant du bras support 13 Le bras 13 est muni d'une crémaillère 21 qui engrène avec un pignon 20 agencé pour être entra Iné par un vérin 19 prévu sur le bati 17 de manière à déplacer le bras 13 pour provoquer son extension et sa rétraction Ainsi, il est possible d'opérer le soudage complémentaire sur tout le pourtour du bord périphérique de l'ouverture, comme représenté sur la figure 7, en faisant décrire à la fois au bras 13 des mouvements d'extension et de' rétraction suivant des directions radiales et des mouvements angulaires sur 360 sous l'action du bâti rotatif 17. Sur les dessins, on voit en 22 un vérin d'entrainement de l'ar- bre menant 16, et en 23 un vérin destiné à incliner le bâti porteur 15 autour d'un axe d'articulation 24 par rapport au bras support 12 pour faire varier l'inclinaison du bras 13. Chacun des robots de soudage d'ouverture 11-1, 11-2 ayant la structure décrite ci-dessus diffère d'un robot du type dans lequel c'est l'arbre support lui-même qui décrit un mouvement multidirectionnel comme dans un robot industriel multi-usages, et il est caractérisé en ce que son bras support 12 ne peut décrire que des mouvements d'avance et de recul tandis que le bras porte-tête 13 monté sur sa partie antérieure décrit des mouvements radiaux d'extension et de rétraction, de sorte que le robot peut être petit et léger et peut donc être prévu au-dessus du poste en étant suspendu au bâti 2 de la machine comme décrit plus haut. Ainsi, on peut effectuer au premier poste de soudage ST 1 non seulement l'assemblage par soudage complémentaire des parties avant et arrière du dessous a et des montants latéraux b au moyen des premiers et seconds robots de soudage par-dessous 3-1 et 3-2, mais encore, simultanément, les soudages complémen- taires des bords périphériques de l'ouverture d'encadrement de porte et de l'encadrement de pare-brise au moyen des premiers et seconds robots de soudage d'ouverture 11-1, 11-2. De plus il est prévu, au second poste de soudage complémentaire ST 2, outre les troisièmes robots de soudage par-dessous 3-3 précités reposant sur le sol, des robots de soudage par-dessus situés sur chacun des côtés droit et gauche dudit poste de façon à être suspendus au bâti 2 de la machine situé au-dessus, de sorte qu'on peut effectuer, simultanément aux soudages com- plémentaires sur la partie centrale C du joint entre le dessous a et les montants latéraux b, les soudages complémentaires sur la ligne de joint F entre le pavillon c et les montants laté- raux b de la caisse d'automobile au moyen des robots de soudage par-dessus 25, ce qui permet de réduire dans une mesure corres- pondante la longueur de la chaîne de soudage complémentaire. Le robot de soudage par-dessus 25 a la structure voulue pour constituer un robot du type à mouvement linéaire bidirectionnel d'avant en arrière et de droite à gauche et est muni d'une tête de soudage 27 qui y est fixée par l'intermédiaire d'un bras 26 mobile vers le haut et vers le bas. En effet, avec un agencement qui comporterait les troisièmes robots de soudage par-dessous 3-3 et les robots de soudage par- dessus 25 au premier poste de soudage complémentaire ST 1 con- jointement avec les premiers robots de soudage d'ouverture 11-1, il y aurait interférence entre ces deux derniers robots, tandis que, quand les robots 3-3 et 25 sont disposés au second poste de soudage complémentaire ST 2, on évite tout risque de les voir interférer l'un avec l'autre en fonctionnement et les opérations éventuelles de réglage de chacun d'eux s'en trouvent facilitées. En outre, dans la réalisation illustrée, il est prévu au pre- mier poste de soudage complémentaire ST 1 deux robots de soudage 28, qui sont des robots à bras du type à mouvement tridimen- sionnel précité et qui servent à effectuer le soudage complé- mentaire du coffre de la caisse d'automobile W, ces robots étant disposés sur chacun des côtés droit et gauche dudit poste de façon à être suspendus au bâti de machine 2;en outre, au second poste de soudage complémentaire ST 2, il est prévu des robots de soudage 29 du type à mouvement rectiligne servant à opérer un soudage complémentaire en des points G situés à l'arrière de la ligne de joint entre le dessous a et les montants latéraux b, ces robots étant disposés sur chacun des côtés droit et gauche dudit poste et reposant sur le sol, ainsi qu'un robot de souda- ge 30 qui est un robot à bras du type à mouvement tridirection- nel précité et qui sert à effectuer un soudage complémentaire aux coins de l'encadrement de la lunette arrière de la caisse- d'automobile W et des robots de soudage 31 du même type que ci- dessus destinés à effectuer un soudage complémentaire de la par- tie du joint H entre le tablier de capot d et le dessous a, sont respectivement disposés à l'avant et à l'arrière et au milieu selon la direction transversale de manière à être suspendus au bâti de machine 2. Sur les dessins, la référence 32 désigne un transporteur d'entrai- nement de la caisse d'automobile W et 33 désigne un chemin de roulement. On expliquera maintenant le mode de fonctionnement de l'appareil décrit ci-dessus. Quand la caisse d'automobile W assemblée temporairement arrive sur le transporteur au premier poste de soudage complémentaire ST 1, le moyen de levage 1 agit d'abord pour amener la caisse d'automobile W en une position haute préfixée, puis les divers robots 3-1, 3-2, 11-1, 11-2 situés à ce poste ST 1 passent de leurs positions d'attente dans les positions actives préfixées respectives pour effectuer respectivement les soudages complé- mentaires qui leur incombent. Quand ces soudages complémentaires sont terminés, les robots 3-1, 3-2, 11-1, 11-2 reprennent leurs positions d'attente res- pectives et la caisse d'automobile W est descendue par le moyen de levage 1 et amenée au second poste de soudage complémentai- re ST 2 A ce poste ST 2, la caisse W est à nouveau amenée dans une position haute préfixée par le moyen de levage 1, puis subit des soudages complémentaires opérés sur ses diverses parties par les robots respectifs 3-3, 25, 29, 30, 31 situés à ce poste ST 2. Quand ces soudages complémentaires sont terminés, la caisse W est descendue par le moyen de levage 1 et transportée à l'exté- rieur du second poste de soudage complémentaire ST 2 Les opéra- tions précitées se répètent sur des caisses successives. Ainsi, suivant une première caractéristique de l'invention, le robot de soudage d'ouverture opérant le soudage complémentaire sur le bord périphérique de l'ouverture de la caisse d'automo- bile est de type tel que le bras porte-tête mobile angulairement sur 360 est fixé sur la partie terminale avant du bras support, il susceptible de se rapprocher et de s'écarter de l'ouverture, de manière à être capable d'extension et de rétraction suivant la direction radiale du bras support, de sorte que le soudage com- plémentaire sur le bord périphérique de l'ouverture de forme non circulaire peut être effectué avec un bon rendement du fait du mouvement angulaire et des mouvements d'extension et de ré- traction du bras porte-tête, et l'on peut donner au robot des dimensions très inférieures à celles du robot multi-usages industriel classique En outre, conformément à l'invention, il est fait en sorte que, au poste de soudage complémentaire o les robots de soudage par-dessous destinés à réunir par soudage complémentaire le dessous et les montants latéraux sont prévus de manière à reposer sur le sol, les robots précités puissent être suspendus au bâti de machine situé au-dessus,de telle sorte qu'il devient inutile de prévoir un poste de soudage complémentaire séparé servant exclusivement au soudage complémentaire sur le bord périphérique des ouvertures, et que l'on peut réduire en conséquence la longueur de la chaîne de soudage complémentaire. Suivant la seconde caractéristique de l'invention, il est fait en sorte que, au premier poste de soudage complémentaire o sont effectués les soudages complémentaires sur les parties avant et arrière du joint entre le dessous et les montants latéraux, les robots de soudage d'ouverture respectifs constitués par les robots précités servant à opérer les soudages complémentaires des bords périphériques des encadrements de portes et de l'enca- drement de pare-brise soient disposés de manière à être suspen- dus au bâti de la machine, et que, simultanément, au second poste de soudage complémentaire o est effectué le soudage com- plémentaire sur la partie centrale du joint entre le dessous et les montants latéraux, les robots de soudage par-dessus destinés à opérer le soudage complémentaire entre le pavillon et les montants latéraux soient disposés de manière à être suspendus' au bati de la machine, ce qui permet de rendre la chaîne de sou- dage complémentaire relativement courte et, grâce à cette dis- position séparée, les robots, qui interféreraient les uns avec les autres en fonctionnement s'ils étaient situés au même poste, sont bien séparés l'un de l'autre tant au premier qu'au second postes de soudage complémentaire, de sorte que tout réglage éventuel de chacun d'eux peut être effectué aisément et avec précision. Revendications 1 Appareil de soudage complémentaire pour caisse d'automobile, du type comportant un poste de soudage complémentaire dans lequel des robots de soudage par-dessous destinés à réunir par soudage complémentaire le dessous et les montants latéraux d'une caisse d'automobile assemblée provisoirement, prévus de façon à reposer sur le sol, caractérisé en ce qu'un robot de soudage d'ouverture ( 11-1, 11-2), destiné à opérer un soudage complémentaire sur le bord périphéri- que d'une ouverture telle qu'un encadrement de porte ou analogue de la caisse d'automobile, est prévu audit poste de soudage com- plémentaire de manière à être suspendu à un bâti de machine prévu audessus et en ce que le robot de soudage d'ouverture comporte un bras porte-tête ( 13) mobile angulairement sur 3600 et oscillant, qui est fixé à la partie terminale avant d'un bras support ( 12), mobile pour se rapprocher et s'écarter de l'ouverture, de ma- nière à être susceptible d'extension et de rétraction suivant toute direction radiale du bras support. 2 Appareil de soudage complémentaire d'une caisse d'automobile, du type comportant un premier poste de soudage complémentaire (ST 1) dans lequel des premiers et des seconds robots de soudage par-dessous ( 3-1, 3-2) avant et arrière, destinés à effectuer un soudage complémentaire entre les parties avant et arrière res- pectives du dessous (a) et des montants latéraux (b) d'une caisse d'automobile (W) assemblée provisoirement, sont prévus sur cha- cun des côtés droit et gauche de la caisse d'automobile de façon à reposer sur le sol, et un second poste de soudage complémen- taire (ST 2) dans lequel des troisièmes robots de soudage par- dessous ( 3-3), destinés à effectuer un soudage complémentaire sur la partie centrale de la ligne de joint entre le dessous et les montants latéraux sont prévus sur chacun des côtés droit et gauche de la caisse d'automobile de manière à reposer sur le sol, caractérisé en ce que des premiers robots de soudage d'ouverture ( 11-1), destinés à effectuer un soudage complémentaire sur le bord périphérique des ouvertures d'encadrement de porte de la caisse d'automobile, sont prévus au premier poste de soudage complémentaire (ST 1) sur chacun des côtés droit et gauche de ce poste de manière à être suspendus à un bâti de machine ( 2) situé au-dessus, en ce qu'un second robot de soudage d'ouverture ( 11-2), destiné à effectuer un soudage complémentaire sur le bord périphérique de l'encadrement de pare-brise de la caisse d'automobile, est prévu au premier poste de soudage et devant la partie centrale selon la direction transversale de ce dernier de manière à être suspendu au b Ati de machine, en ce que chacun des robots de soudage d'ouverture comporte un bras porte-tête ( 13), mobile angulairement sur 3600 et oscillant, fixé à la partie terminale avant d'un bras support ( 12), mobile pour se rapprocher et s'écarter de l'ouverture qui lui fait face, de façon à être susceptible d'extension et de rétraction suivant toute direction radiale du bras support, et en ce que des robots de soudage par-dessus ( 25), destinés à effectuer un soudage complémentaire entre le pavillon (c) et les montants latéraux (b) de la caisse d'automobile (a), sont prévus au second poste de soudage complémentaire (ST 2) et sur chacun des côtés droit et gauche de ce dernier de manière à être suspendus au bâti de machine ( 2) prévu au-dessus.