Brevet FR2532576A1 — publié le 19840309

La présente invention concerne un dispo- sitif automatique pour l'assemblage et le soudage de carrosseries de véhicules motorisés. Ce dispositif peut également être utilisé pour la seule fabrication d'éléments de ces carrosse- ries de véhicules motorisés, ainsi que de diverses parties de véhicules toutes constituées de feuilles de métal minces, et qui peuvent aller des cabines de camions aux meubles métalliques ou analogues Ainsi il constitue un dispositif d'une grande importance technologique. Des dispositifs conçus pour atteindre de tels buts, même s'ils se limitent principalement aux seules carrosseries de véhicules motorisés, sont déjà bien connus dans la technique. En bref, on peut dire qui la technologie en question a traversé au cours des années les solu- tions suivantes, qui sont encore couramment utilisées: 1) fonctionnement avec un poste unique et fixe, 2) fonctionnement avec le système dit "à chaîne et porte" 3) fonctionnement automatique avec soudeurs multiples 4) fonctionnement avec le dispositif dit"Porte-robot". La première solution fait appel à un poste unique comprenant les formes et les machines de soudage, desquelles sont approchés les éléments, à l'aide de dispositifs de convoyage, généralement de type à câble aérien. Cette solution est limitée en ce qu'elle ne permet que la fabrication d'un type de base défi- ni et de quelques variantes de celui-ci. La souplesse (c'est-à-dire la possibilité -2- de fabriquer plus d'un type de base pendant la même période de temps) de cette première solution ne peut être obtenue qu'en prévoyant plus d'un poste fixe comprenant des machines de soudage et des for- mes montées en banc, avec, en conséquence, l'utilisa- tion de moyens considérables. La seconde solution fait appel, à la place d'un seul poste, à une chaîne d'assemblage en car- rousel à déplacement continu (parfois appelée "chaîne- porte") consistant en plusieurs chariots espacés le long de la chaîne en carrousel, chaque chariot comprenant des fixations destinées à supporter le châssis de l'automobile, ou la partie plane de la carrosserie sur laquelle sont automatiquement appai- rées les formes latérales des panneaux latéraux, qui en sont rapprochés par un système convoyeur à câble aérien de type parallèle synchronisé avec la chaîne en carrousel. Cette seconde solution est souple en ce qu'elle permet de travailler sur différentes caisses de véhicules automobiles, les formes latérales pou- vant être de types variés et pouvant être stockées au début de la chaîne sans interférence avec le processus de fabrication Cependant, cette solution présente tout de même des limitations en ce que le dispositif de soudage prévu est généralement manuel, du fait qu'il est difficile à automatiser à l'aide de robots, et que le nombre de formes nécessaires est très élevé. La troisième solution fait appel à des serres de soudage sur les formes, et n'utilise donc pas de robots. Dans ce dispositif, le processus de soudage est déjà rendu entièrement automatique, mais il man- que totalement de souplesse en production, en ce -3- qui concerne chaque unité de fabrication Comme pourr la première solution, pour obtenir une telle souplesse, plusieurs unités montées sur banc doivent être adoptées, avec tous'les inconvénients déjà mentionnés. Enfin la quatrième'solution (appelée "Pcarte- robot">, qui a récemment été décrit dans une deman de de brevet Italien-No 67563 A/77, fait appel à un poste fixe unique dans lequel interviennent des moules La- téraux déplaçables dans la direction-longitudinale, afin de pouvoir fabriquer les différents types de carrosseries de véhicules motorisés Dans cette salu- tion, les dispositifs de soudage sont incorporés au poste Pour les raisons mentionnées plus haut, cet-te solution diffère des précédentes en ce que, outre 1,sa souplesse, elle permet également le soudage par points en position? fixe et le soudage automatique- à l'aide de robots. Après de nombreuses expériences el réfle- xions, on a pris conscience du fait que la quatrième solution implique des difficultés non négligeables du-point de vue pratique, car cette solution d'une part suppose la disponibilité d'une zone de rangement des formes, qui n'est pas tou Jours présente dans l'usine; d'autre part, il est nécessaire de prévoir des postes à simple fonction d'attente, et par consé- quent non nécessaires pour le'processus de fabrica- tion. Le dispositif selon l'invention comprend des moyens déjà connus dans la technique, à savoir: a) un dispositif'élévateur et convoyeur, sujet d'une demande de brevet précédent N O 67632 A/81; b> des moyens de soudage tels que des robots; et c) des fixations en coopération avec le processus de soudage telles que, par exemple, des dispositifs de centrage et de serraqe, ainsi que: - d) un appareillage de commande électrique. Le dispositif selon l'invention se caracté- rise essentiellement en ce qu'il comprend également une structure de support du poste de soudage, à plu- sieurs colonnes ainsi que, sur chacun des deux côtés de la chaîne, un appareil comprenant des dispositifs agencés pour convoyer en direction verticale plus d'une forme ( de préférence trois), selon un dépla- cement alternatif de type en "signe de croix", ainsi que pour ranger celles-ci, Suivant une caractéristique de l'invention, chacun des deux appareils comprend des moyens tels que des chaînes pour supporter et convoyer en direc- tion verticale lesdites formes, ainsi que pour les convoyer en direction horizontale et les ranger sub- séquemment, des moyens tels que des roues et des gui- des pour corriger le déplacement mentionné ci-dessus, des guides de centrage des diverses formes en posi- tion de travail et, enfin, des arbres et des unités d'entraînement, ainsi que des fentes positionnées de manière appropriée, agencées pour permettre des opérations correctes de centrage et de serrage. Suivant une autre particularité de l'in- vention, le dispositif est agencé pour être mis en place dans un seul et unique poste (ou emplacement), présente donc dés dimensions hors-tout les plus petites possibles et ne nécessite aucune structure de support inférieure ou supérieure située à l'ex- térieur du poste selon l'invention. L'invention prévoit également les caracté- ristiques suivantes: dans ledit appareil latéral, les formes sont orien- tées en direction verticale ou sensiblement verticale, c'est-à-dire dansla direction de leur dimension la plus courte; ainsi, lors du fonctionnement du dispo- sitif, le mouvement alternatif des diverses formes peut avoir lieu en un temps le plus court possible; -5 il existe au moins trois formes dans les appareils latéraux, leurs orientations mutuelles étant telles que leur mouvement alternatif ( qui est possible dans l'un ou l'autre des deux sens de rotation) a toujours lieu dans le temps le plus court, les for- mes rangées étant disposées côte à côte; le temps pris pendant le fonctionnement du disposi- tif pour inverser les formes l'une par rapport à l'autre a lieu pendant le temps pris, dans le seul et unique poste, pour le transfert d'une nouvelle carrosserie de véhicule motorisé, après avoir dégagé la carrosserie précédente, et il n'existe donc aucun temps perdu pendant le cycle de travail; la dimension verticale dudit dispositif n'est pas supérieure mais similaire à celle des dispositifs déjà connus dans la technique, car la partie supé- rieure du dispositif abrite non seulement les robots et les panneaux de commande électrique, comme c'était le cas jusqu'à présent, mais également le rangement de-s formes; le dispositif utilise le système dit" élévateur - convoyeur", qui permet une simplification maximale des déplacements des dispositifs de centrage et de serrage de la partie inférieure du véhicule motorisé dans le poste, sans avoir à faire appel à des moyens auxiliaires tels que des chariots ou des palettes. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la descrip- tion suivante, faite en référence aux dessins annexés, qui illustrent une forme de réalisation préférée non limitative du dispositif selon l'invention: la Figure 1 est une vue en coupe trans- versale du dispositif selon l'invention pour l'assem- blage et le soudage de la carrosserie d'un véhicule 6- automobile, situé dans un poste de travail unique; la Figure 2 est une vue latérale du dispositif de la Figure 1; la Figure 3 est une vue en plan corres- pondante, montrant schématiquement le positionrmment-des div'ers dispositifs ou robots de soudage; les Figures 4, 4 a, 4 b et 4 c illustrent schématiquement les diverses phases de substitution et d'inversion des formes, rendues possibles grâce au dispositif selon l'invention, en commençant par la position de travail et, progressivement à partir de cette position, vers la position o les formes sont dégagées de la carrosserie, vers la substitution partielle ( optionnelle) d'une forme et de l'autre, et enfin vers l'achèvement des opérations; les Figures 5 et 5 a sont des vues de détail du poste de travail, en coupe transversale et en élévation latérale, montrant la mise en oeuvre du dispositif élévateur-convoyeur dans le dispositif selon l'invention; les Figures 6, 6 a et 6 b sont des vues de détails illustrant les moyens d'entraînement et de centrage des formes; et les Figures 7 et 7 a sont des vues de détails des dispositifs de serrage de la partie inférieure de la carrosserie, montrant la possibi- lité de son application à divers types de véhicules motorisés. Comme le montrent les dessins, le disposi- tif selon l'invention comprend principalement -comme parties nouvelles de chaque côté de la chaîne un appareil 10 qui comprend lui-même divers dispositifs. Ces appareils 10 sont agencés pour convoyer en direction verticale diverses formes 12 ( de préfé- -7- rence au nombre de 3, désignées sur la Figure par les lettres A, B et C) qui peuvent se déplacer selon un déplacement alternatif du type "signe de croix". Chacun des appareils 10 est monté sur une structure 11 à colonnes multiples de support du poste, reposant sur le sol On peut observer à partir des diverses Figures que dans chaque appareil 10 sont prévus successivement: un dispositif de convoyage et de raccordement à chaîne 13 pour les formes 12, des roues 20 et 21 destinées à guider et à supporter un cadre 27, un chemin de coulissement 14 pour le cadre 27 desdites formes On peut également observer sur chaque appareil 10 ( à droite sur la Figure 1 lors- qu'elle est observée de face) des roues dentées 15 pour le rangement des chaînes 13 ainsi que d'autres chemins de guidage inférieurs fixes 17 destinés à corriger le déplacement du cadre 27, ainsi que des guides ou cales 18,23,24 pour le centrage en position de travail des diverses formes 12, et enfin des ar- bres et des unités d'entraînement 16,19,'22. Plus précisément, -le numéro de référence 22 désigne en réalité un guide d'entrée de l'appareil 10, déterminant le balancement du cadre 27 (apparaissant plus clairement sur la Figure 4 za). Enfin les dessins (Figures 6, 6 a,6 b)complè- tent le dispositif par un verrou ou guide 25 actionné par la commande, 26, pour le serrage de la partie supérieure du cadre 27 au niveau du galet 20; le numéro de référence 28 désigne une unité de serrage du côté de la caisse, et 29 désigne une fente qui permet au cadre 2-7 une liberté de mouvement par rap- port au chemin de coulissement 14 et à la chaîne 13. Toutes les parties énumérées ci-dessus sont les cons- tituants principaux des appareils 10 qui, comme on l'a déjà noté, sont la base de l'invention, -8- En outre, et principalement en référence aux Figures 1, 3, 5, 5 a et 7,est illustré le discositif - "élévateur-convoyeur" inclus dans le dispositif selon l'invention Ce dispositif "élévateur-convoyeur" com- prend une chaîne 30, avec des moyens de support 31, des chemins de guidage et une unité oscillante 33 déterminant le déplacement vertical des moyens 31. Coopérant avec le dispositif "élévateur- convoyeur" est prévu un dispositif 34 pour serrer la partie inférieure de la carrosserie du véhicule automo- bile (visible sur les Figures 1, 7 et 7 a). Le dispositif 34 comprend lui-même des mo- yens de serrage 35, des chemins de coulissement 36 pour lesdits moyens 35, une commande 37, de type à vis, dudit déplacement en coulissement, et une unité d'entraînement 38 de ladite commande. Enfin, sur les dessins, le numéro de réfé- rence 39 désigne les robots latéraux de soudage, 40 désigne les robots frontaux de soudage, 41 désigne un support oscillant qui permet la rotation des ro- bots 40 sur celui-ci, 42 désigne les serres de soudage et 43 désigne la commande générale électrique ou élec- tronique du dispositif. Le fonctionnement du dispositif selon l'in- vention est évident à partir de la description qui précède et sa description détaillée, n'est pas néces- saire. -9- REVENDICATIONS - 1. Dispositif automatique pour l'assembla- ge et le soudage de carrosseries de véhicules automo- biles, du type comprenant un dispositif "élévateur- convoyeur" ( 30,31,33), des robots et des fixations coo- pérant avec le processus de soudage, tels que par exemple, des dispositifs de centrage et de serrage, ainsi qu'un appareillage de commande électrique, carac- térisé par le fait qu'il comprend en outre une struc- ture de support ( 11) de la structure de soudage, à multiples colonnes, ainsi que, sur-chacun des deux cô- tés de la chaîne, un appareil ( 10) comportant des dis- positifs agencés pour convoyer en direction verticale de plus d'une forme ( 12)(de préférence trois), selon un déplacement alternatif de type en "signe de croix", ainsi que pour ranger celles-ci. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chacun-des deux appareils ( 10) prévus sur les deux côtés de la chaîne compren- nent des moyens tels que des chaînes ( 13) supportant et convoyant en direction verticale lesdites formes ( 12), ainsi que pour leur déplacement latéral et leur rangement subséquent, également tels que des roues ( 20,21) et des chemins de guidage ( 14,17) destinés à assurer que le déplacement ci-dessus soit correct, des guides ( 18,23,24) de centrage des diverses formes en position de travail et enfin des àrbres( 16,19) et des unités d'entraînement ( 22) ainsi que, en des em- placements appropriés, des fentes destinées à permet- tre un centrage et un serrage corrects. 3. Dispositif selon l'une des revendica- tions 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il est conçu de manière à être reçu dans un seul et unique poste (ou emplacement), et donc à présenter des dimensions hors-tout les plus petites possibles, et également à - ne pas nécessiter de structures de support inférieures ou supérieures situées à l'extérieur du poste. 4. Dispositif selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé par le fait que, dans les appareils latéraux ( 10), les formes ( 12) sont orien- tées en direction verticale ou sensiblement verticale, c'est-à-dire dans la direction de leur dimension la plus courte, les mouvements alternatifs des formes pendant le fonctionnement du dispositif pouvant ainsi avoir lieu en un temps le plus court possible. 5. Dispositif selon l'une des revendica- tions 1 à 4, caractérisé par le fait que, lorsqu'au moins trois formes ( 12) sont prévues, celles-ci sont mutuellement disposés de manière à ce que leur dépla- cement alternatif soit possible dans l'un ou l'autre des-deux sens de rotation, et ait toujours lieu en un temps le plus court possible, les formes rangées les unes après les autres étant disposées côte à côte. 6. Dispositif selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé par le fait que, pen- dant son fonctionnement, le dispositif utilise pour l'inversion des formes ( 12) les unes par rapport aux autres, lorsqu'elle est nécessaire, le temps mort correspondant au temps de transfert dans le poste unique d'une nouvelle carrosserie de véhicule moto- risé, après le dégagement de la carrosserie précé- dente, aucun temps n'étant perdu pendant le cycle de travail. 7. Dispositif selon l'une des revendica- tions précédentes, caractérisé par le fait que la dimension du dispositif dans la direction verticale est similaire, mais non supérieure à celle des dis- positifs déjà connus, du fait que le dispositif abrite dans sa partie supérieure non seulement les robots et les panneaux de commande électrique, mais également le rangement des formes ( 12). il - 8. Dispositif selon l'une des revendica- tions 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il comprend, pour convoyer la carrosserie du véhicule motorisé, le dispositif dit "élévateur-convoyeur" ( 30,31,33), qui permet une simplification maximale des déplace- ments des dispositifs de centrage et de serrage de la partie inférieure de la carrosserie du véhicule moto- risé dans le poste, sans avoir à faire appel à des moyens auxiliaires tels que des chariots ou des palet- tes. 9. Carrosserie de véhicule à moteur obtenue par la mise en oeuvre d'un dispositif automa- tique pour l'assemblage et le soudage selon l'une des revendications 1 à 80 10 Produit obtenu à partir de métal en feuille mince grâc& à l'utilisation du dispositif automatique d'assemblage et de soudage selon l'une des revendications 1 à 8.