Brevet FR2580972A1 — publié le 19861031

L'inention concerne une installation pour l'assemblage de composants, et plus particulièrement de carrosseries de véhicules automobiles. On connait déjà des installations de ce type qui comportent des postes multiples disposés en lignes et associés à des systèmes de transfert automatique des pièces d'un poste au poste suivant, et à hauteur de chacun desquels des opérations de soudage, de montage, de vissage, de contrôle ou autres sont réparties. Ces installations mettent en oeuvre, outre les organes de transfert. des outillages de positionnement qui ont pour but de positionner avec précision les unes par rapport aux autres les pièces ou les sousensembles de la carrosserie que l'on doit assembler par soudage, tout d'abord de manière provisoire par une ou plusieurs opérations de pointage et, ensuite, au cours d'une opération de soudage définitive. Cependant. ces diverses opérations doivent s'effectuer alors que les éléments de la carrosserie sont correctement positionnés et, notamment, alors que les différentes pièces constitutives ou sous-ensembles sont positionnées avec précision les unes par rapport aux autres à l'aide d'outillages de positionnement. Cependant, jusqu'à présent, ces outillages de positionnement sont conçus de manière telle qu'ils rendent difficile l'accès jusqu'à la carrosserie des têtes de soudage des robots de soudage programmables mis en oeuvre. Cette difficulté se rencontre particulièrement lorsque l'on désire réaliser des installations assurant, suivant une même ligne de transfert, l'assemblage de plusieurs types de composants. En outre, ces difficultés d'implantation et de conception du matériel sont accrues lorsque l'on désire augmenter les cadences de production, ce qui implique une augmentation du nombre d'outils de soudage et, donc, une conception des outillages de positionnement qui soient adaptés au passage et au déplacement des têtes de soudage. Egalement, on notera que, actuellement, l'évolution des marchés de construction et de vente de véhicules automobiles implique que ces installations d'assemblage doivent pouvoir s'adapter rapidement à la production d'un nouveau modèle ainsi qu'aux cadences de production, ce qui jusqu'à présent ne pouvait pas être réalisé avec les installations d'assemblage connues. La présente invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet une installation d'assemblage par soudage ou autre comportant des organes de positionnement pour les différentes pièces constitutives, au moins un élément d'assemblage par soudage ou autre programmable, installa- tion caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un portique dont la face supérieure reçoit de manière mobile sur au moins une traverse mobile, le ou les éléments de soudage ou autre programmables et en ce que des moyens sont prévus pour déplacer des pièces constitutives dans la zone inférieure du portique et les immobiliser sous les éléments de soudage. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le portique supportant les éléments de soudage comporte une embase transversale sur laquelle peuvent se déplacer les outillages de positionnement. L'invention est représentée à titre d'exemples non limitatifs sur les dessins ci-joints, dans lesquels: - la figure 1 est une vue d'ensemble en perspective schématique, d'une installation conforme à l'invention, - les figures 2 et 3 sont, en vue de face et de profil, un mode de réalisation d'un module de transfert de l'installation, - les figures 4 et 5 représentent, respecti- vement, une vue de face et de profil d'un mode de réali- sation du poste de réception de l'installation de la figure 1, - la figure 6 est une vue de profil d'un mode de réalisation du poste de soudage de la figure 1. La présente invention a pour but de définir la construction d'un module d'assemblage, dans lequel les éléments de soudage et les outillages de positionnement des pièces constitutives à souder, sont disposés de manière à ne pas interférer l'un sur l'autre dans leur déplacement, de façon à disposer concernant ces outillages et ces éléments de soudage, d'une grande liberté dans leur conception, dans leur nombre et dans leur déplacement fonctionnel, quel que soit le type de pièce qui doit être assemblée, le nombre et la position des points de soudure, ainsi que la vitesse d'exécution désirée. La présente invention a également pour but, au nieau de l'installation elle-même, d'apporter une solution économique aux problèmes posés par les installations actuelles, notamment en permettant son adaptation totale pour qu'elle puisse s'appliquer de façon précise à tous les cas qui peuvent se présenter lors de l'assemblage auto- matique de composants, en permettant à cette installation d'évoluer ultérieurement pour l'adapter à une production différente et à des modèles nouveaux. L'invention permet en effet de prévoir et de mettre en oeuvre avec précision, en nature et en nombre, les postes fonctionnels nécessaires à la production de plusieurs modèles distincts de sous-ensembles ou d'ensembles, dont on se donne la production nominale globale, sans compromettre toute évolution future par modification de nature et de nombre de ces postes. L'installation conforme à l'invention repré- sentée sur la figure 1, qui est prise à titre d'exemple, est destinée à l'assemblage automatique par soudage d'éléments de soubassement 1 de carrosseries de véhicules automobiles. Ces divers éléments 1 vont successivement et automatiquement être transférés vers divers modules 2, 3, 4, 5, 6 et 7 à l'aide d'une paire de barres de trans- fert 8, qui s'étendent le long de l'ensemble de l'instal- lation et qui sont mobiles, d'une part verticalement et, d'autre part horizontalement par déplacement longitudinal. Ces divers modules comprennent ainsi: - une station de réception 2 du soubassement 1 de carrosserie, cette station 2 étant à cet effet pourvue d'organes de réception 9 pour le soubassement, - une première et une seconde stations, dites de "pointage" 4 réalisées sous la forme de portiques et 11, ces stations étant destinées à assurer le positionnement, par des points de soudure, des divers éléments ou sous-ensembles du soubassement. Ces stations de pointage comportent divers robots de soudage 12 mobiles verticalement sur des traverses 121, elles-mêmes mobiles longitudinalement sur les cadres supérieurs 101, 111 des portiques 10, 11 de façon à pouvoir se placer sous l'action de moyens de commande programmables dans des positions déterminées correspondant aux points de soudure à réaliser sur le soubassement. Ces portiques 10 et 11 des stations de pointage, comportent également à leur base des outillages interchangeables 13, 131 et 14, 141 qui sont mobiles horizontalement, transversalement à la paire de barres de transfert 8 afin de placer sous cette paire de barres l'outillage de positionnement 13, 131 ou 14, 141 qui correspond, à chaque fois, au type de soubassement à réaliser. On constate donc que, par cette disposition, on supprime toute interférence entre les outillages de positionnement et les robots de soudage, ces organes pouvant être variables en nombre, en conception, en positionnement et en mouvement'sans se gêner l'un l'autre étant donné que les robots sont suspendus à la partie supérieure des portiques pour être mobiles dans l'espace suivant trois directions cartésiennes, alors que les outillages de positionnement des pièces de carrosserie et, notamment, de son soubassement, sont mobiles horizon- talement à la base de ce portique pour se disposer en une position précise sous les robots de soudage. - une station 5 de contrôle qui comporte à cet effet des moyens destinés à vérifier la bonne execution des soudures de pointage, ainsi que le dimensionnement correct du soubassement. Cette station de contrôle 5, de même que les deux stations ultérieures 6 et 7 de finition, comportent des organes de réception (non représentés) similaires aux organes de réception 9 de la station 2. - une première et une seconde stations de finition 6, 7 pourvues de robots de soudage 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 et 22 destinés à effectuer les points de soudure assurant l'assemblage définitif du soubassement dont les divers éléments ont déjà été positionnés par des points de soudure de pointage réalisés dans les stations 3 et 4. Les stations comprennent des structures de support alignées 23 qui sont équidistantes afin de définir des modules susceptibles de recevoir chacun, de manière interchangeable, un ensemble d'outillage d'assemblage du soubassement 1 ou de tout autre sous-ensemble, ou encore un ensemble d'approvisionnement des pièces à assembler. A cet effet, chaque ensemble d'outillage et/ou d'appro- visionnement de pièces, est fixé de manière amovible à deux structures de support adjacentes équidistantes 23. Chacune de ces stations définissant un module pour recevoir un outillage quelconque, comporte la structure de support en U 23, une paire de tronçons de barres de trans- fert 24 et une paire de tronçons de barre de commande 25, ces tronçons 24 et 25 étant respectivement de longueur uniforme pour toutes les stations et étant raboutés en 24 et 251 à hauteur de chaque structure de support en U 23, afin de constituer la paire de barres de transfert 8, ainsi qu'une paire de barres de commande 26, rectilignes et s'étendant également sur toute la longueur de l'installation. Les barres de transfert 28 ainsi constituées de tronçons de longueur uniforme assemblés bout à bout, coulissent longitudinalement dans des boîtes à galets 26 qui assurent leur guidage. Ces boîtes à galets a raison d'une par barre et par station, sont supportées par un élément 27 en forme de traverse, qui est mobile vertica- lement et qui est guidé dans des glissières de chacun des deux montants 231 de la structure en U 23. Le mouvement de monte et baisse de la paire de barres de transfert 8, par l'intermédiaire des traverses 27, est obtenu par des ensembles bielles et manivelles commandés simultanément, pour toutes les stations, par la paire de barres de commande 26 constituées par les tronçons de longueur uniforme 25 assemblés bout à bout. Chaque structure en U 23 de chaque station comporte également une paire de cylindres à air 29 qui reçoivent une pression d'air réglable en fonction de la charge supportée par les traverses 27. La paire de barres de transfert commandées en déplacement vertical par les barres de commande 25, comporte des taquets 30 qui reçoivent le soubassement 1 à souder, afin de le positionner correctement, notamment pour sa prise en charge par les organes de réception 9 de la station de réception 2 ou des stations de finition 6, 7, ainsi que pour sa prise en charge par les outillages 13, 13I ou 14, 141 des stations de pointage 3, 4. Lors du mouvement de monte et baisse, le soubassement 1 prend sa position basse de travail 11 alors que les barres de transfert sont dans leur position basse S1 (voir représentation en pointillés de la figure 3). Lorsque les barres de transfert 8 sont en position haute (voir représentation en traits pleins sur les figures 2 et 3), ces barres sont commandées longitudinalement d'un mouvement de va et vient sous l'action d'un organe d'actionnement, l'amplitude de ce mouvement correspondant à la longueur d'une station 2, 3, 4, etc. afin de transférer le soubassement 1 d'une station à la station suivante. Lors- que le transfert longitudinal est réalisé par coulissement des barres 8 dans les boîtes à galets 26, les barres de commande 26 sont actionnées afin d'amener ces barres 8 et les soubassements 1 en position basse ou ils sont pris en charge par les organes de réception 9 et les outillages 13, 1.31 ou 14, 141 tandis que les différents robots de soudage 12, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 effectuent les points de soudure nécessaires relatifs, soit au pointage du soubasse- ment, soit à l'assemblage de finition. Les figures 4 et 5 représentent les organes de réception 9 pouvant être prévus dans différentes stations suivant le travail qui doit s'y effectuer et, par exemple, dans l'exemple de réalisation de la figure 1, ces organes de réception seront prévus aux stations 2, 5, 6 et 7. Ces organes de réception se composent d'une embase 30 dont la longueur correspond à l'écartement constant de deux structures de support 26. Cette embase est pourvue de paliers 301 sur lesquels est montée à rotation une manivelle 31 commandant, par l'intermédiaire de tringleries 32, le basculement des organes de réception 9 qui peuvent ainsi prendre deux positions 91 ou 92 pour mettre en service l'un ou l'autre de deux jeux de taquets pilotes assurant le positionnement de l'un ou l'autre des deux types de soubas- sement de carrosserie dans sa position basse de travail (représentée en traits pleins sur la figure 4). Les stations de pointage 3 ou 4 sont représentée sur la figure 6. Les portiques 10 ou 11 de cette station sont fixés de manière amovible à deux structures en U consécu- tives 23 et comportent les éléments de soudage robotisés 12 manoeuvrant les têtes de soudage 122 dans tout l'espace de travail. Entre les montants de ces portiques, est disposée une embase 33 orientée transversalement aux barres de transfert 8. Cette embase 33 reçoit sur des rails 34 l'outillage 13 ou 14, respectivement 131, 141. Ces outillage peuvent se déplacer sur les rails 34 par l'intermédiaire de galets 35 afin de pouvoir prendre, selon le type de soubas- sement à souder, une position de travail à l'intérieur du portique ou une position d'attente à l'extérieur du portique Ces outillages comportent eux-mêmes une embase universelle 36 sur laquelle sont disposés les outil- lages spécifiques propres à chaque soubassement à assembler. Le déplacement de ces outillages est commandé par les moteurs 371, 372 On remarque donc que, suivant l'invention, les stations de travail de l'installation, définissent des modules comprenant chacun, outre l'outillage spécifique à chaque station, une paire de tronçons 24 des barres de transfert 8, une paire de tronçons 25 des barres de command( 26 et une structure de support en U 23 pourvue de moyens reliant les barres de commande aux barres de transfert pour leur guidage et leur déplacement latéral. I1 s'agit donc d'une installation de caractère modulaire, dont les outillages de chaque station peuvent être combinés dans un ordre quelconque pour répondre à telle condition de production. D'autre part, pour chaque combinaison, il est possible d'adapter rapidement l'ensemble ainsi constitué à au moins deux assemblages de forme diffé- rente, par exemple en intervertissant les outillages 13 et 14, 131 et 141 des stations de pointage 3, 4. Une telle installation peut donc, du fait de sa construction en modules, être pré6ue pour un type de production de pièces données et être adaptée si nécessaire à toute autre production par adjonction ou suppression de stations et par adaptation d'outillages spécifiques dans chacune de ces stations, tout en conservant les mêmes éléments de base de la station qui assurent le transfert des sous-ensembles d'une station suivante. REVENDI CAT I ONS 1) Installation d'assemblage par soudage ou autre comportant des organes de positionnement pour les différentes pièces constitutives, au moins un élément d'assemblage par soudage ou autre programmable, installa- tion caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un portique (10, 11) dont la face supérieure reçoit de manière mobile sur au moins une traverse mobile (101, 1l1) le ou les éléments de soudage ou autre programmables et en ce que des moyens (13, 14) sont prévus pour déplacer des - pièces constitutives dans la zone inférieure du portique et les immobiliser sous les éléments de soudage. 2) Installation conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que le portique (10, 11) supportant les éléments de soudage (12) comporte une embase transversale (33) sur laquelle peuvent se déplacer les outillages de positionnement. 3) Installation conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la face supérieure du portique (10, 11) est constituée par un cadre (101, 111) sur lequel est montée mobile au moins une traverse horizontale (111, 121), cette traverse recevant au moins-un robot de soudage programmable mobile vertica- lement sur cette traverse. 4) Installation conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la ligne de transfert des pièces ou sous-ensembles comporte plusieurs structures de support alignées et équidistantes (23) dont la distance correspond à une dimension du portique (10, il), cette structure supportant à coulissement des barres de transfert (8) ainsi que des moyens pour déplacer ces barres entre une position haute de déplacement des sous- ensembles et une position basse de mise en place de ces sous-ensembles sur au moins un outillage de positionnement des sous-ensemble! 5) Installation conforme à l'une quelconque des ll revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque portique (10, 11) est relié de manière amovible à deux structures de support consécutives de la ligne de transfert.