Brevet FR2565145A1 — publié le 19851206

UNITE D'ASSEMBLAGE D'UN ELEMENT DE CARROSSERIE DE VEHICULE AUTOMOBILE. La présente invention a pour objet une unité d'assem- blage d'un élément de carrosserie de véhicule auto- mobile et vise plus particulièrement l'assemblage automatisé sur une ligne transfert d'un élément de carrosserie de grandes dimensions sensiblement plan. L'assemblage d'un élément de carrosserie de véhicule automobile de grandes dimensions, tel que par exemple un panneau latéral, nécessite en une succession de postes de travail pour réaliser diverses opérations telles que par exemple de nombreux points de soudure à l'aide d'un robot ou manuellement. On comprend aisé- ment que la réalisation de nombreux points de soudure sur un élément de grandes dimensions et sensiblement plan est très difficile lorsque ces points de soudure sont répartis à la périphérie de l'élément de carros- serie et que ce dernier est positionné dans un plan horizontal sensiblement parallèle au plan du sol; ces difficultés d'accès présentent de nombreux inconvé- nients tant pour la sécurité du personnel effectuant les points de soudure les plus éloignés de la position qu'il occupe que pour les robots de soudage qui doi- vent opérer sur de grandes distances. La nécessité de transférer successivement l'élément de carrosserie d'un poste de travail au suivant à l'aide d'un dispo- sitif de transfert longitudinal, tel que par exemple un transfert à barres, a jusqu'à présent imposé de maintenir l'élément de carrosserie dans un plan paral- lèle au plan horizontal du sol avec tous les inconvé- nients qui viennent d'être mentionnés. 4939E I 167C - 2 - Afin de résoudre ce problème, l'invention propose une unité d'assemblage caractérisée en ce qu'à chaque poste de travail l'élément de carrosserie est situé dans un plan formant un angle déterminé par rapport au plan horizontal sur lequel repose l'unité d'assemblage. Selon une autre caractéristique de l'invention, à chaque poste de travail l'élément de carrosserie est situé dans un plan formant un même angle déterminé par rapport au plan horizontal sur lequel repose l'unité d'assemblage. Afin d'effectuer le transfert d'un poste à l'autre, le dispositif de transfert longitudinal est un transfert du type à barres dont les barres d'entraînement sont situées dans un plan formant un angle déterminé par rapport au plan horizontal du sol. Selon l'invention, chaque poste de travail est muni d'un dispositif élévateur permettant de déplacer l'élément de carrosserie selon une direction perpendi- culaire au plan général de l'élément entre une posi- tion supérieure de travail et une position intermé- diaire de transfert dans laquelle l'élément de carros- serie repose sur une structure de transfert reliée aux- dites barres de transfert. Le dispositif élévateur comporte un vérin axial à l'extrémité duquel est montée une structure de réaction sur laquelle l'élément de carrosserie est maintenu en appui lorsque ce dernier est dans sa position supérieure de travail. Le disposi- tif élévateur peut également se déplacer axialement en deça de la position intermédiaire de transfert vers une position inférieure dans laquelle ladite structure de réaction est escamotée en dessous de ladite structure de transfert pour permettre le transfert longitudinal de l'élément de carrosserie d'un poste de travail vers le suivant. 2565 1 45 - 3 - On décrira maintenant un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue de dessus d'une unité d'as- semblage à sept postes réalisée conformément aux enseignements de la présente invention; - la figure 2 est une vue en coupe partielle prise selon la ligne 2-2 de la figure 1 passant par le plan médian d'un des postes de travail repéré par la référence P2; - la figure 3 est une vue en coupe partielle selon la ligne 3-3 de la figure 1 passant par le plan médian du poste de travail repéré par la référence P3; - la figure 4 est une section selon la ligne 4-4 de la figure 1 passant par le plan médian du dispositif d'entraînement du transfert à barres de la figure 1 et dans laquelle on voit également le robot R2 équi- pant le poste de travail repéré par le repère P6, et - la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne 5-5 de la figure 1 passant par le plan médian du poste de déchargement repéré par le repère P7. On a représenté à la figure 1 une unité d'assemblage d'un panneau latéral de carrosserie de véhicule auto- mobile. L'unité d'assemblage 10 représentée comprend six postes de travail repérés par les repères Pl à F. Le premier poste P1 est un poste de chargement manuel par un opérateur de trois éléments a, b et c consti- tuant un élément de carrosserie de véhicule automobile -4- de grandes dimensions sensiblement plan. On entend par élément sensiblement plan un élément de carrosserie dont l'ensemble des composants sont situés approxima- tivement dans un plan de référence. Le poste P2 est ici un poste mort qui peut être utili- sé dans d'autres applications nécessitant l'adjonction d'éléments supplémentaires constitutifs de l'élément de carrosserie dont on veut assurer l'assemblage. Le poste P3 est un poste de chargement du dernier élé- ment d constituant l'élément de carrosserie et égale- ment un poste de soudage manuel auquel l'opérateur 11 représenté aux figures 1 et 3 effectue à l'aide d'une pince de soudage 13 dix-huit points de soudure répar- tis sur l'élément de carrosserie à assembler. Le poste P4 est un poste de contrôle et de reprise éventuelle. Le poste P5 et le poste P6 sont deux postes de soudage automatisés auxquels deux robots Rl et R2 effectuent chacun trente points de soudure sur l'élément de car- rosserie. Enfin le poste P7 est un poste de déchargement de l'élément de carrosserie dont l'assemblage vient d'être réalisé. Afin de transférer l'élément de carrosserie successive- ment d'un poste de travail au suivant, l'unité d'as- semblage comporte un dispositif de transfert 12 du type dit transfert à barres. 49398 1 1676 Conformément à la présente invention, l'élément de carrosserie sensiblement plan est situé dans un plan géométrique, ou plan de carrosserie, PC formant un angle déterminé c par rapport au plan horizontal cons- titué par le sol sur lequel repose l'unité d'assem- blage. Conformément à l'invention, et afin de permettre l'uti- lisation d'un transfert à barres, à chaque poste de travail, et comme cela peut être remarqué aux figures 2 à 5, l'élément de carrosserie est situé dans un plan PC formant un même angle déterminé i par rapport au sol. Le trensfert longitudinal à barres 12 est un transfert dont les deux barres d'entraînement 14 et 16 sont situées dans un plan géométrique, ou plan de trans- fert PT parallèle au plan de carrosserie PC et formant donc avec le sol un angle déterminé ' égal à l'angle o précédemment mentionné. Comme on peut le voir notamment aux figures 3 et 4, grâce à l'inclinaison du plan dans lequel se trouve situé l'élément de carrosserie sur lequel on doit effectuer ici les opérations de soudage, ces dernières sont rendues très aisées et l'opérateur représenté à la figure 3 ou le robot R2 représenté à la figure 4 peuvent effectuer les divers points de soudure sans avoir à se déplacer sur des distances très importantes. L'opérateur n'a notamment pas besoin de se pencher au- dessus du poste de travail, l'ensemble des points de la périphérie de l'élément de carrosserie pouvant être atteint par de simples mouvements des bras. -6 L'entraînement des barres de commande du transfert, représenté à la figure 4, est d'un type connu et com- porte, essentiellement un ensemble moto-réducteur-frein 18 qui commande à l'aide d'une boîte à galets 20 un pignon 22 et une crémaillère 24. La barre de commande supérieure 14 est entraînée d'une manière symétrique par un dispositif identique à celui qui vient d'être décrit pour l'entraînement de la barre inférieure 16. L'entraînement proprement dit de l'élément de carros- serie, représenté en silhouette aux figures 2 à 5, est effectué au moyen d'une structure de transfert 26. La structure de transfert 26 est essentiellement consti- tuée par des taquets supérieurs de transfert 28 et par des taquets inférieurs de transfert 30 reliés respec- tivement aux barres supérieure et inférieure de trans- fert 14 et 16. Cette structure de transfert 26 se déplace avec les barres de transfert 14 et 16 pour déplacer l'élément de carrosserie d'un poste de tra- vail au suivant. Conformément à l'invention, chaque poste de travail est muni d'un dispositif élévateur 32 permettant de dépla- cer l'élément de carrosserie selon une direction D perpendiculaire au plan général PC de l'élément de carrosserie entre une position supérieure de travail et une position intermédiaire de transfert dans laquelle l'élément de carrosserie repose sur la structure de transfert 26. Le dispositif élévateur 32 comporte un vérin axial 34 à l'extrémité duquel est montée une structure de réac- tion 36 sur laquelle l'élément de carrosserie est maintenu en position par des moyens de serrage 38 et 40 49398 I 16e -7- lorsque l'élément de carrosserie est dans sa position supérieure de travail. L'ensemble du dispositif élé- vateur 32, 34 et 36 a été représenté en traits pleins à la figure 2 dans sa position supérieure de travail. Dans cette position, l'élément de carrosserie est maintenu serré par les dispositifs de serrage 38 et 40 dans la structure de réaction 36 qui comprend essen- tiellement un châssis élévateur 42 sur lequel sont rapportés des drageoirs d'appui 44 et 46. La structure de réaction constituée par les éléments 42, 44 et 46 constitue un mannequin de positionnement de l'élément de carrosserie sur lequel ce dernier est positionné et maintenu en appui. A la figure 2, outre la deuxième représentation en silhouette de l'élément de carrosserie en appui sur sa structure de transfert 26, on a également représenté en silhouette l'ensemble de la structure de réaction 36' représentée dans sa position inférieure. En effet, conformément à l'invention, le dispositif élévateur 32 peut se déplacer axialement parallèlement à la direc- tion D en deça de la position intermédiaire de trans- fert dans laquelle l'élément de carrosserie vient en position sur la structure de transfert 26 vers une position inférieure dans laquelle la structure de réac- tion 36 est escamotée en dessous de la structure de transfert 26 pour permettre le transfert longitudinal de l'élément de carrosserie d'un poste de travail vers le suivant. La commande du vérin hydraulique 34 qui assure l'en- traînement du dispositif élévateur 32 est assurée au moyen d'un ensemble de cames 48, 50 de valves et de contact 52 qui ne sera pas ici décrit plus en détail. 49398! 167. - 8 L'ensemble des dispositifs élévateurs équipant chacun des postes de travail Pi à P6 ainsi que les barres de transfert et leur dispositif d'entraînement sont fixés sur le bâti d'ensemble de l'unité d'assemblage constitué par un ensemble 54 d'éléments de charpente métallique assemblés et soudés entre eux. La structure des dispositifs élévateurs équipant les postes 1 à 6 de l'unité d'assemblage qui vient d'être décrite permet de constater que l'ensemble de la face supérieure de l'unité d'assemblage est entièrement dégagé pour permettre d'effectuer le plus aisément possible l'ensemble des opérations visant à aboutir à l'assemblage de l'élément de carrosserie, la totalité des servitudes inhérentes au transfert ainsi qu'à la mise en place de l'élément de carrosserie à chacun des postes de travail étant rejetée à la partie inférieure de l'unité d'assemblage, c'est-à-dire en dessous du plan de transfert PT dans lequel sont situées les barres de transfert. On décrira maintenant le poste de déchargement P7 en se référant plus particulièrement à la figure 5. Le déchargement des éléments de carrosserie dont l'assem- blage vient d'être réalisé aux postes Pi à P6 est effectué sur un tapis roulant 56 situé en position inférieure, c'est-à-dire en dessous du plan de trans- fert PT. L'élément de carrosserie, comme il est repré- senté en silhouette en position basse à la figure 5, repose sur le tapis roulant 56 et sur des galets de roulement 58 afin de permettre son évacuation parallè- lement à la direction générale du transfert et dans le prolongement de ce dernier. 4939B 1 161 2565 1 45 -9- Afin de permettre la dépose de l'élément de carrosse- rie assemblé sur le tapis roulant 56, le poste de déchargement P7 est muni d'un dispositif de préhension et de dépose 58 dont l'actionnement est assuré au moyen d'un vérin 60 et de renvois mécaniques permettant d'assurer la préhension et la libération de l'élément de carrosserie assemblé. Le dispositif de préhension 58 est relié à un vérin de commande 62 dont le dépla- cement axial,dans une direction parallèle à la direc- tion de déplacement D de chacun des dispositifs éléva- teurs 32 équipant les postes Pl à P6, permet de dépla- cer l'élément de carrosserie parallèlement à son plan général. Ces déplacements s'effectuent depuis la posi- tion de transfert dans laquelle l'élément de carrosse- rie est en appui sur la structure de transfert 26 vers premièrement une position supérieure représentée à la figure 5 dans laquelle le transfert peut être escamoté, et vers deuxièmement une position basse dans laquelle l'élément de carrosserie peut être déposé sur le tapis roulant 56. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit; ainsi le nombre de postes de travail ainsi que le détail des opérations qui y sont effectuées peut varier sans sortir du cadre de l'in- vention. De même, la structure du poste de déchargement P7 peut être modifiée dans le cas o l'on souhaite déposer l'élément assemblé sur un tapis roulant horizontal et non plus incliné; dans ce cas le vérin de commande ne déplace plus l'élément de carrosserie parallèlement à son plan mais effectue un pivotement de ce dernier pour venir le déposer horizontalement. 49398 1 If' - 10 - REVENDICATIONS 1. Unité d'assemblage d'un élément de carrosserie de véhicule automobile de grandes dimensions sensiblement plan du type comportant une pluralité de postes de travail (P1 - P6) entre lesquels l'élément est trans- féré successivement par un dispositif de transfert longitudinal (12), caractérisée en ce qu'à chaque poste de travail l'élément de carrosserie est situé dans un plan (PC) formant un angle déterminé ( 2. Unité d'assemblage selon la revendication 1, carac- térisée en ce qu'à chaque poste de travail l'élément de carrosserie est situé dans un plan (PC) formant un même angle déterminé (i). 3. Unité d'assemblage selon la revendication 2, carac- térisée en ce que le dispositif de transfert longitu- dinal (12) est un transfert à barres (14, 16) dont les barres d'entraînement sont situées dans un plan (PT) formant un angle déterminé (4') par rapport au plan horizontal. 4. Unité d'assemblage selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée en ce que chaque poste de travail est muni d'un dispositif élévateur (32) permettant de déplacer l'élément de carrosserie selon une direction (D) perpendiculaire au plan géné- ral de l'élément entre une position supérieure de tra- vail et une position intermédiaire de transfert dans laquelle l'élément de carrosserie repose sur une struc- ture de transfert (26) reliée auxdites barres de trans- fert (14, 16). 49398 1167E - il - 5. Unité d'assemblage selon la revendication 4, carac- térisée en ce que le dispositif élévateur (32) com- porte un vérin axial (34) à l'extrémité duquel est montée une structure de réaction (36) sur laquelle l'élément de carrosserie est maintenu en appui lorsque ce dernier est dans sa position de travail. 6. Unité d'assemblage selon la revendication 5, carac- térisée en ce que le dispositif élévateur (32) peut se déplacer axialement en deça de la position intermé- diaire de transfert vers une position inférieure dans laquelle ladite structure de réaction (36) est esca- motée en dessous de ladite structure de transfert (26) pour permettre le transfert longitudinal de l'élément de carrosserie d'un poste de travail vers le suivant. 7. Unité d'assemblage selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée en ce qu'elle com- porte au moins un poste de soudage (P5, P6) automatisé dans lequel un robot (Rl, R2) effectue plusieurs points de soudage. 8. Unité d'assemblage selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisée en ce qu'elle com- porte un poste de déchargement (P7) par tapis roulant (56) sur lequel l'élément assemblé est déposé par un dispositif de préhension (58) de l'élément en position supérieure de travail qui est muni d'un vérin de com- mande (62) lui permettant de le déposer en position inférieure sur le tapis roulant.