Brevet FR2544669A1 — publié le 19841026

La présente invention concerne un ensemble pro- grammable de vissage de diverses pièces mécaniques de vé- hicules à moteur sur les carrosseries correspondantes. La caractéristique principale de l'ensemble selon l'invention repose sur le fait que l'ensemble comprend un circuit de transporteur sans fin, plusieurs plates-formes qui peuvent être palet- tisées et mobiles le long du circuit du transporteur sans fin, chaque plate-forme recevant successivement les diverses pièces mécaniques d'un véhicule à moteur dans un premier tronçon du circuit, un dispositif de chargement d'une carrosserie res- pective de véhicule à moteur sur chaque plate-forme, à un poste de chargement placé à l'extrémité du premier tronçon du circuit à transporteur sans fin, au moins un poste de vissage placé en aval du poste de chargement et comprenant un dispositif programmable de vissage des diverses pièces mécaniques placées sur chaque plate-forme sur la carrosserie respective, et un dispositif de déchargement de la carrosserie respective et des diverses pièces mécaniques vissées sur elle, de chaque plate-forme, à un poste de déchargement qui se trouve en aval du poste de vissage et en amont du premier tronçon du circuit du transporteur sans fin. Dans le présent mémoire et dans les revendications qui suivent, l'expression "^pièces mécaniques de véhicules à moteur" désigne l'ensemble moteur et toutes les pièces mécaniques(transmission, suspension, direction et analogue) du véhicule à moteur. Selon une autre caractéristique de la présente invention, chaque plateforme qui peut être palettisée a un dispositif de référence destiné à positionner les di- verses pièces mécaniques et la carrosserie sur la plate- forme, les dispositifs de référence pouvant prendre des positions différentes par rapport à la plate-forme afin qu'ils permettent à l'ensemble de fonctionner avec des car- rosseries de différents types. Une autre caractéristique repose sur le fait que le dispositif programmable de vissage comporte au moins un robot de vissage ayant un mandrin de vissage d'axe ver- tical, et que chaque plate-forme a plusieurs accessoires de vissage d'axe vertical ayant chacun une extrémité infé- rieure dépassant sous la plate-forme et destinée à coopé- rer avec le mandrin de vissage du robot de vissage, et une extrémité supérieure dépassant au-dessus de la plate-forme et disposée afin qu'elle soit au contact d'un boulon cor- respondant afin qu'une pièce mécanique du véhicule soit fixée sur la carrosserie. Le robot de vissage comporte une tête qui porte le mandrin de vissage et qui est mobile dans un plan horizon- tal au-dessous du plan de transport des plates-formes De plus, l'ensemble comprend un dispositif à capteur destiné à détecter la position de la plate-forme lorsqu'elle est arrêtée au poste de vissage et à signaler lalposition dé- tectée à un dispositif électronique de commande du robot de vissage. Le dispositif à capteur comporte avantageusement deux dispositifs à palpeur, espacés longitudinalement et fonctionnant en direction transversale, et un dispositif à palpeur fonctionnant en direction longitudinale, l'ensem- ble comprenant en outre un dispositif de manoeuvre destiné à placer les dispositifs à palpeur au contact de la plate- forme lorsqu'elle est arrêtée au poste de vissage. Dans un mode de réalisation avantageux d'ensemble selon l'invention, cet ensemble comporte deux postes de vissage placés l'un en aval de l'autre et ayant chacun une paire de robots de vissage. Selon une autre caractéristique de l'invention, le mandrin de vissage a un dispositif à palpeur destiné à venir au contact de l'extrémité inférieure de chaque ac-r cessoire de vissage avant que le mandrin ne coopère avec son extrémité inférieure, le dispositif à palpeur étant disposé afin qu'il détecte tout écart de l'accessoire de vissage par rapport à sa position théorique et qu'il si- -2544669 gnale cet écart au dispositif électronique de commande du robot. Selon une autre caractéristique avantageuse, le dispositif à palpeur comporte quatre éléments allongés en forme de tuile creuse disposés afin qu'ils délimitent un corps tubulaire supporté par la tête du robot de vissage et entourant coaxialement le mandrin de vissage, chaque élément en forme de tuile étant articulé sur un axe tan- gentiel horizontal proche de son extrémité inférieure. Une autre caractéristique de l'invention repose sur le fait que le dispositif de référence est monté sur une plate-forme auxiliaire supportée par la plate-forme qui peut être palettisée par des blocs coulissants hydros- tatiques disposés afin qu'ils permettent le déplacement de la plate-forme auxiliaire dans diverses positions de travail correspondant aux différents types de carrosseries avec lesquelles l'ensemble est destiné à être utilisé. En outre, le dispositif de référence peut à son tour être supporté sur la plate-forme auxiliaire par des blocs hydrostatiques coulissants -afin qu'ils permettent le contact de la carrosserie supportée même lorsque la plate- forme qui peut être palettisée est en position écartée de la position théorique. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre d'exemples de réalisation et en se réfé- rant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique en plan d'un mode de réalisation avantageux d'ensemble selon l'inven- tion; la figure 2 est une élévation latérale d'une plate- forme qui peut être palettisée et qui fait partie de l'en- semble de la figure 1, les pièces mécaniques et la carros- serie d'un véhicule à moteur étant montées sur la plate- forme; les figures 3 et 4 représentent en plan et en élé- vation latérale, deux postes de vissage faisant partie de l'ensemble de la figure 1; t 2544669 la figure 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la figure 3; la figure 6 est une coupe agrandie suivant la ligne VI-VI de la figure 5; la figure 7 représente un détail de la figure 6, à plus grande échelle; et la figure 8 est un schéma partiellement en plan de l'un des deux postes de raccordement représentés sur les figures 3 et 4. La figure 1 est une vue schématique en plan d'un ensemble programmable destiné au vissage de diverses pièces mécaniques de véhicules à moteur sur les carrosseries res- pectives Cet ensemble qui porte la référence générale 1, comprend un circuit 2 de transporteur sans fin et plusieurs plates-formes 3 qui peuvent être palettisées et qui sont mobiles le long de ce circuit (dans le sens contraire des aiguilles d'une montre sur la figure 1). Chaque plate-forme 3 qui peut être palettisée re- çoit successivement les diverses pièces mécaniques du véhi- cule à moteur, dans un premier tronçon du circuit portant la référence générale 4 Les plates-formes 3 se déplacent lentement et de façon continue le long du tronçon 4 du cir- cuit 2 et les divers organes mécaniques sont placés manuel- lement sur elles. En aval du tronçon 4 du circuit du transporteur, un poste 5 de chargement est disposé et chaque plate-forme, avec les diverses pièces mécaniques (moteurs, suspensions, transmissions, directions et analogues) déjà placées sur elle, reçoit la carrosserie du véhicule sur laquelle les pièces mécaniques doivent être vissées. Lorsque le chargement de la carrosserie est ter- miné, la plate-forme qui peut être palettisée est déplacée du poste 5 de chargement, parallèlement à elle-même, jus- qu'à ce qu'elle atteigne un poste 6 placé au début d'un second tronçon 5 du circuit du transporteur sans fin, dis- posé parallèlement au premier tronçon 4 de ce circuit Les plates-formes 3 se déplacent par intermittence sur le tron- son 5 du circuit. Deux postes de vissage 7, 8 sont placés en aval l'un de l'autre, afin qu'ils correspondent au second tron- çon 5 du circuit, et ils ont chacun, comme décrit plus en détail dans la suite du présent mémoire, deux robots pro- grammables de vissage destinés à visser les diverses pièces mécaniques placées sur chaque plate-forme, sur la carros- serie respective. A l'extrémité du second tronçon 5 du circuit 2 du transporteur, un poste 9 de déchargement est disposé de manière qu'une carrosserie correspondante de véhicule à moteur, à laquelle les diverses pièces mécaniques sont vissées, soit déchargée de chaque plate-forme. Après l'opération de déchargement, la plate-forme se déplace du poste 9 de déchargement et parallèlement à elle-même jusqu'à ce qu'elle atteigne un poste 10 qui se trouve juste en amont du premier tronçon 4 du circuit du transporteur La plate-forme est alors prête à un autre passage le long du circuit 2, au cours duquel elle reçoit une nouvelle série de pièces mécaniques et une carrosserie respective d'un véhicule à moteur. La figure 2 représente schématiquement en élévation latérale une plateforme 3 qui peut être palettisée et ayant les diverses pièces mécaniques du véhicule à moteur (par exemple, l'ensemble moteur 11 et la suspension ar- rière 12 à ressort à lames qui sont représentés schématique- ment) et la carroserie (repérée par la référence 13) placées sur elle. La plate-forme 3 qui peut être palettisée comporte des dispositifs 14 de référence destinés à assurer le posi- tionnement précis sur eux des pièces mécaniques et de la carroserie 13 Ces dispositifs 14 de référence sont portés par des tourelles 15 qui sont supportées chacune sur sa surface respective de support, avec interposition de blocs coulissants hydrostatiques ou pneumatiques Ainsi, chaque tourelle 15 est libre de se déplacer légèrement dans un plan horizontal afin que l'ajustement du dispositif 14 de référence dans les sièges correspondants de la carrosserie 13 soit facilité, même lorsque la plate-forme s'arrête au poste 5 de chargement en position légèrement décalée par rapport à la position théoriaue. En outre, dans le cas du dispositif 14 de réfé- rence destiné à coopérer avec la partie arrière de la car- rosserie, les tourelles 15 sont supportées (avec interposi- tion des blocs coulissants hydrostatiques ou pneumatiques) par une plate-forme auxiliaire 16 qui est elle-même sup- portée par des blocs coulissants hydrostatiques ou pneuma- tiques montés sur la plate-forme 3 qui peut être palettisée afin qu'elle puisse être déplacée entre la position de la figure 2 et une position plus écartée vers l'arrière Grâce à cette caractéristique, la plate-forme qui peut être palet- tisée peut être disposée afin qu'elle reçoive des carros- series de deux types différents, ayant des longueurs diffé- rentes Plus précisément, la plate-forme auxiliaire 16 est déplacée vers l'arrière (c'est-à-dire déplacée vers l'ar- rière sur la figure 2) lorsque la plate-forme 3 est destinée à recevoir une carrosserie d'un type plus long (représentée en trait interrompu sur la figure 2). Les figures 3 et 4 représentent les deux postes 7, 8 de vissage munis respectivement des deux paires de robots de vissage 17, 18 et 19, 20. Chacun de ces robots de vissage comporte une tête 21 mobile dans un plan horizontal sous le plan de transport des plates-formes 3 Plus précisément, chaque robot compor- te une tête 21 montée afin qu'elle puisse coulisser sur ane traverse horizontale 22 disposée perpendiculairement à la direction longitudinale d'avance de la plate-forme, les extrémités de la traverse 22 pouvant elles-mêmes cou- lisser sur deux guides longitudinaux 23. La figure 5 est une coupe d'une plate-forme 3 des- tinée à être palettisée et disposée au poste 7 de vissage. Les deux bords latéraux de la plate-forme sont en appui sur deux chaînes 24 qui constituent les organes de trans- port du circuit et qui sont supportées par une structure fixe 25. Comme l'indiquent les figures 5 et 6, chaque tou- relle 15 de la plate-forme 3 supporte un accessoire 26 de vissage qui peut tourner et qui a une extrémité inférieure 27 (voir figure 6) qui dépasse sous le plan de la plate- forme 3 et est destinée à coopérer avec l'extrémité supé- rieure active d'un mandrin 28 de vissage d'axe vertical disposé sur la tête 21 de chacun des robots L'extrémité supérieure de chaque accessoire 26 de vissage dépasse au- dessus des tourelles 15 et est destinée à coopérer avec un boulon correspondant afin crue celui-ci soit entraîné en rotation et assure la fixation d'une pièce mécanique du véhicule à moteur sur la carrosserie - On se réfère maintenant aux figures 5 et 8 qui indiquent que chacun des deux postes 7, 8 de vissage com- porte en outre un dispositif à capteur destiné à détecter la position prise par la plate-forme 3 lorsqu'elle s'est arrêtée au poste de vissage Le dispositif à capteur com- prend deux dispositifs 29 à palpeur distant longitudina- lement et fonctionnant en direction transversale, et un dispositif à palpeur 30 fonctionnant en direction longitu- dinale L'ensemble est muni de dispositifs de manoeuvre à commande hydraulique (l'un est repéré par la référence 31 sur la figure 5) destinés à placer les dispositifs 29, à palpeurs au contact d'une paroi latérale et d'une paroi avant respectivement de'la plate-forme 3 lorsqu'elle est arrêtée au poste de vissage. Les dispositifs à palpeurs sont disposés afin qu'ils détectent la position de la plate-forme et qu'ils signalent la position détectée au dispositif électronique de commande du robot de vissage, si bien que tout écart de la plate-forme par rapport à la position théorique peut être prise en compte lors de l'attribution de coordonnées aux points auxquels le fonctionnement du robot de vissage est commandé. Les deux robots de vissage 17, 19 des deux postes 7, 8 agissent exclusivement sur les boulons placés en posi- tion correspondant à la partie arrière de la carrosserie alors que les deux robots 18, 20 agissent sur des boulons de la partie avant En outre, chaque robot agit sur une zone séparée de la carrosserie Toutes ces caractéristiques sont destinées à réduire le temps nécessaire aux diverses opérations de vissage par réduction au minimum des dis- tances que doivent parcourir les têtes 21 des robots de vissage. En outre, chaque robot de vissage assure d'abord une rotation initiale des divers boulons qu'il commande, et il met ensuite en oeuvre un nouveau cycle de rotation de ces boulons afin cqu'il termine le serrage. Chaque fois que le mandrin 28 de vissage d'un ro- bot atteint la coordonnée d'un boulon, le mandrin est dépla- cé axialement vers le haut dans une première période afin qu'il vienne au contact de l'extrémité inférieure de l'ac- cessoire correspondant 26 de vissage et déplace celui-ci axialementvers le haut de manière que son extrémité supé- rieure vienne au contact du boulon Lorsque cette condition a été atteinte, le mandrin de vissage fait tourner l'acces- soire 26, et en conséquence fait tourner le boulon Les boulons sont évidemment disposés à la main dans leur posi- tion respective pendant la phase de montage préliminaire des diverses pièces mécaniques du véhicule à moteur. On se réfère maintenant aux figures 5 et 7 qui indiquent que chaque mandrin 28 de vissage est muni d'un dispositif 32 à palpeur destiné à venir au contact de l'ex- trémité inférieure de chaque accessoire de vissage 26 avant que le mandrin 28 du robot soit au contact de cette extré- mité inférieure Le dispositif 32 à palpeur est disposé afin qu'il détecte tout écart de l'accessoire de vissage 28 par rapport à sa position théorique et qu'il signale cet écart au dispositif électronique de commande du robot de vissage qui corrige en conséquence la position du robot. On se refère à la figure 7 qui représente le dis- positif 32 à palpeur à plus grande échelle, ce dispositif comprenant quatre éléments allongés 33 en forme de tuile creuse disposés afin qu'ils délimitent un corps tubulaire qui est supporté par un corps 34 monté sur la tête 21 du robot et qui entoure le mandrin 28 de vissage coaxialement à celui-ci (voir figure 6) Chaque élément 33 en forme de tuile est articulé sur le corps 34 autour d'un axe tangen- tiel horizontal 35 - La partie supérieure de chaque élément 33 est in- clinée vers l'extérieur si bien que le corps tubulaire dé- limité par les quatre éléments 33 a une extrémité supé- rieure de largeur croissante, facilitant ainsi l'ajustement de l'extrémité inférieure 27 de l'accessoire 26 de vissage dans le corps Lorsque la tête 21 du robot de vissage est placée en position correspondant à l'accessoire 26 d'une manière telle que l'axe commun du mandrin 28 et du dispo- sitif 32 à palpeur soit légèrement décalé par rapport à l'axe de l'accessoire 26 de vissage, la remontée ultérieure du mandrin de vissage provoque un contact non axial de l'ex- trémité inférieure 27 de l'accessoire 26 dans l'extrémité supérieure du dispositif 32 à palpeur En conséquence, un ou plusieurs des éléments 33 pivotent autour de son arti- culation 35, signalant ainsi l'existence et l'importance de l'écart du mandrin de vissage par rapport à la position réelle de l'accessoire de vissage Le dispositif électroni- que de commande du robot peut ensuite corriger la position. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limita- tifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Ensemble programmable destiné au vissage de di- verses pièces mécaniques de véhicules à moteur sur des car- rosseries respectives, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de transporteur sans fin ( 2), plusieurs plates-formes ( 3) qui peuvent être palet- tisées et mobiles le long du circuit ( 2) du transporteur sans fin, chaque plate-forme recevant successivement les diverses pièces mécaniques ( 11, 12) du véhicule à moteur dans un premier tronçon ( 4) du circuit du transporteur sans fin, un dispositif de chargement d'une carrosserie res- pective ( 13) de véhicule à moteur sur chaque plate-forme ( 3) à un poste de chargement ( 5) qui se trouve à l'extrémité du premier tronçon ( 4) du circuit du transporteur sans fin ( 2), au moins un poste de vissage ( 7, 8) placé en aval du poste de chargement ( 5) et comprenant un dispositif program- mable de vissage ( 17, 20) destiné à visser les diverses pièces mécaniques disposées sur chaque plate-forme ( 3) sur la carrosserie respective ( 13), et un dispositif de déchargement de la carrosserie respective ( 13) et des diverses pièces mécaniques qui sont vissées sur elle,de chaque plate-forme ( 3) à un poste de déchargement ( 9) placé en aval du poste de vissage et en amont du premier tronçon du circuit de transporteur sans fin. 2 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque plate-forme ( 3) qui peut être palettisée a un dispositif de référence ( 14) destiné à assurer le po- sitionnement des diverses pièces mécaniques et de la carros- serie ( 13) sur la plate-forme ( 3), le dispositif de réfé- rence ( 14) pouvant prendre des positions différentes par rapport à la plate-forme 13) afin qu'il permette à l'ensem- ble de travailler avec des carrosseries ( 13) de types diffé- rents. 3 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif programmable de vissage comporte au moins un robot de vissage ( 17-20) ayant un mandrin de vissage ( 28) d'axe vertical, et en ce que chaque plate- forme ( 3) a plusieurs accessoires de vissage ( 26) d'axe vertical ayant chacun une extrémité inférieure dépassant sous la plate-forme ( 3) et destinée à coopérer avec le man- drin de vissage ( 28) du robot de vissage, et une extrémité supérieure dépassant au-dessus de la plateforme ( 3) et destinée à coopérer avec un boulon correspondant destiné à la fixation d'une pièce mécanique du véhicule à moteur sur la carrosserie ( 13). 4 Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que le robot de vissage comporte une tête ( 21) qui porte le mandrin de vissage ( 28) et qui est mobile dans un plan horizontal au-dessous du plan de transport de la plate-forme ( 3), et en ce que l'ensemble comporte en outre un dispositif à capteur ( 29, 30) destiné à détecter la po- sition de la plate-forme ( 3) qui peut être palettisée lors- qu'elle est arrêtée au poste de vissage ( 7, 8) et à signa- ler la position détectée au dispositif électronique de com- mande du robot de vissage ( 17-20). Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif à capteur comporte deux dispositifs à palpeurs ( 29) distants longitudinalement et fonctionnant en direction transversale etun dispositif à palpeur ( 30) - fonctionnant en direction longitudinale, l'ensemble compre- nant en outre un dispositif de manoeuvre ( 31) destiné à mettre les dispositifs à palpeurs ( 29, 30) au contact de la plate-forme lorsqu'elle est arrêtée dans la position de vissage. 6 Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend deux postes de vissage ( 7, 8) placés l'un en aval de l'autre et comportant chacun une paire de robots de vissage ( 17, 18; 19, 20). 7 Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que le mandrin de vissage ( 28) a un dispositif à pal- peur ( 32) destiné à venir au contact de l'extrémité infé- rieure ( 27) de chaque accessoire de vissage ( 26) avant que le mandrin ( 28) vienne au contact de l'extrémité inférieure ( 27), le dispositif à palpeur ( 32) étant disposé afin qu'il détecte tout écart de l'accessoire de vissage ( 26) par rap- port à sa position théor 4 que et qu'il signale cet écart au dispositif électronique de commande du robot de vissage. 8 Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif à palpeur ( 32) comprend quatre élé- ments allongés ( 33) en forme de tuile creuse, disposés afin qu'ils délimitent un corps tubulaire supporté par la tète ( 21) du robot de vissage et entourant le mandrin de vissage ( 28) en direction coaxiale, chaque élément en forme de tuile ( 33) étant articulé autour d'un axe horizontal tangentiel ( 35) proche de son extrémité inférieure.