Brevet FR2580973A1 — publié le 19861031

- I PROCEDE ET DISPOSITIF D' ASSEMBLAGE DESTINES NOTAMMENT AUX LIGNES CAPACITAIRES DE CARROSSERIES. La présente invention se rapporte aux lignes capacitaires de carrosseries par exemple de véhicules automobiles. Elle vise plus particulièrement un procédé et un dispositif pour l'assemblage de ces carrosseries, destines à de telles lignes. L' état de la technique dans ce domaine spécifique ne révèle et ne suggère aucun système capable de permettre le passage sur une même chaîne, d' une pluralité de modèles de véhicule et de leurs variantes évolutives. Généralement, les outillages sont embarqués sur des cadres latéraux qui peuvent se déplacer parallèlement à l'axe de transfert en étant indexables au poste de travail. T'ne paire de cadres se révèle spécifique à une carrosserie déterminée. Les inconvénients rencontrés sont nombreux - la géométrie d' une carrosserie est obtenue par deux cadres indépendants; - la prise en compte des références axiales sur une carrosserie est difficile; - les robots ou les opérateurs doivent intervenir à travers ces cadres latéraux - le passage d' au moins trois carrosseries différentes devient très problématique - la masse à déplacer est importante 49398 11676 - 2 - - le principe utilisé est incompatible avec un soudage faisant intervenir des pinces manuelles; - la reconvertibilité reste problématique. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en répondant au mieux aux besoins de la clientèle qui consistent à: - assembler, simultanément, sur une même chaîne, des carrosseries différentes et adapter ainsi la production à la demande - se doter d'un moyen de fabrication permettant un investissement progressif en fonction des nécessités. A cet effet, et suivant une particularité essentielle de l'invention, ce procédé consiste à assurer une géométrie parfaite d'une carrosserie à un poste de travail, au moyen d'un module machine et d'un module de structure, et cela de façon flexible en programmant un cycle complet de travail qui incorpore une alimentation d'une carrosserie sommairement assemblée, un stockage, une distribution et une présentation d'outillages de géométrie, une mise en géométrie, une intervention de robots ou d'opérateurs, et une évacuation de la carrosserie assemblée. Cette particularité permet de rendre une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé, parfaitement convertible et flexible. Suivant une autre particularité, cette installation comprend un module machine qui comporte notamment un bâti-portique dit arceau référentiel pour la réception d'outillages supérieurs et inférieurs, des tables fixes à rouleaux sur lesquelles se déplacent des luges de manutention, des boîtiers à rouleaux montés sur des élévateurs et susceptibles de recevoir ces luges, et des chariots mobiles accouplables à un chariot-navette motorisé, surmontés chacun d'un outillage inférieur et circulant sur des rails au-dessous de ces tables fixes à rouleaux. -3- Le changement des outillages inférieurs en fonction de la carrosserie qui arrive est rendu automatisable et programmable. Suivant une autre particularité de l'invention, cette installation comprend un module de structure formé d'un portique et de deux ensembles symétriques comportant chacun un magasin rotatif à outillages supérieurs entratné par une couronne d'orientation, un pignon et un moto-réducteur asservi, et un abattant pourvu d'une table à ciseaux mobile verticalement et sur la partie inférieure de laquelle un outillage supérieur est articulé autour d'un axe horizontal susceptible de reposer en référence sur le bâti-portique dit arceau référentiel. Le magasin rotatif permet de disposer d'un nombre important d'outillages supérieurs. Le principe consistant à descendre cet abattant au-dessus du module machine pour présenter les outillages supérieurs permet de libérer les parties latérales du poste flexible d' assemblage; le passage des opérateurs ou des robots est ainsi grandement facilité. n' autres particularités et avantages de l'invention apparattront plus clairement à la lecture de la description qui suit d' un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure I représente une vue longitudinale partielle en perspective d'un dispositif d' assemblage conforme à l'invention; - la figure 2 représente une vue longitudinale partielle de ce dispositif - la figure 3 représente une vue transversale partielle de ce dispositif; 49398 1 1676 -4- - les figures 4 et 5 représentent des vues partielles de face et de dessus d'un magasin rotatif utilisé dans ce dispositif; - la figure 6 représente une vue de profil d'un outillage supérieur utilisé dans ce dispositif - et les figures 7 et 8 représentent des vues de face et de dessus d'un outillage inférieur utilisé dans ce dispositif. Conformément aux figures 1, 2 et 3, ce dispositif d'assemblage de carrosseries se compose de deux parties distinctes: un module machine 4 et un module de structure 6. Ce module machine comprend un bâti-portique dit arceau référentiel 14 pour la réception d'outillages supérieurs 8, 10 et inférieur 12, des tables fixes 16 à rouleaux sur lesquelles se déplacent des luges de manutention 18, des bottiers latéraux 20 à rouleaux montés sur des élévateurs 22 et susceptibles de recevoir ces luges, et des chariots mobiles 24 accouplables à un chariot-navette motorisé 26, surmontés chacun d' un outillage inférieur 12 et circulant sur des rails 28 au- dessous de ces tables fixes 16. Ce module de structure est constitué par un portique 30 et deux ensembles symétriques qui comprennent chacun - un magasin rotatif 32, 32' à outillages supérieurs 8, 10 entraîné par une couronne d'orientation 34, 34', un pignon 36, 36' et un moto-réducteur asservi 38, 38'; - et un abattant 40, 40' pourvu d' une table à ciseaux 42, 42' mobile verticalement et sur la partie inférieure de laquelle un outillage supérieur 8, 10 est articulé autour d'un axe horizontal 44, 44'. Dans le module machine 4, les chariots mobiles 24 se déplacent dans le sens de transfert sur les rails 28 au-dessous du chemin de roulement des 49398 1 157 -5- luges de manutention 18 qui portent les carrosseries 2. Chaque chariot comporte une plateforme amovible sur laquelle est fixé un outillage inférieur spécifique à une carrosserie. Un rail de guidage 27 sur lequel s'appuient deux jeux de deux galets à axe vertical, est disposé entre les rails 28. Une crémaillère est fixée sur ce rail de guidage de manière à coopérer avec un pignon solidaire de ce chariot. Un moteur asservi est embarqué sur le chariot-navette 26 qui est intercalé entre deux chariots mobiles 24. Un système de pinçage est prévu pour obtenir une position d'arrêt précise dans le sens de transfert, et un verrouillage de 1' ensemble de ces chariots. En amont et en aval du poste de travail, un chariot mobile peut être retiré perpendiculairement à 1' axe de transfert à des postes d' échange respectifs 60 et 62. Par carrosserie, il est prévu un outillage inférieur unique 12 et deux outillages supérieurs 8, 10 destinés respectivement à l'avant et à l'arrière de celle-ci. Un changement de la configuration du poste de travail est donc envisagée pendant le temps de transfert d'une carrosserie pour *passer un autre type de carrosserie. Tine version de base permet de disposer de quatre types d'outillages inférieurs et de quatre types d'outillages supérieurs avant ou arrière. Une extension possible consiste à associer aux magasins rotatifs 32, 32', des changeurs d'outillages supérieurs et au module machine 4, des changeurs d'outillages inférieurs. Les outillages supérieurs avant 8 et arrière 10 sont animés par deux systèmes de commande identiques. Les outillages 8, 10 sont mis en place par les abattants 40, 40'. 49398 1 1676 - 6 - En descendant ces outillages en position de travail sur une carrosserie 2, les parties latérales du poste d'assemblage peuvent être libérées pour faciliter le passage d'opérateurs 68 ou de robots 70. Ces outillages sont amovibles et passent d'un emplacement inactif, sur un magasin rotatif, à un emplacement actif sur un abattant. Le magasin rotatif 32, 32' est conçu pour recevoir quatre outillages supérieurs 8i, 10i qui reposent sur huit brancards 46, 46' liés à un fût. Il dispose de galets 31, 31' sur sa périphérie et peut tourner sur une couronne 33, 33' solidaire du portique 30. L'entraînement en rotation de la couronne d'orientation 34, 34' lié au magasin 32, 32' est réalisé par un moto-réducteur asservi 38, 38' attaquant un pignon 36, 36'. Ce moteur asservi permet de programmer des rampes d' accélération et de décélération, et obtenir un arrêt précis en position. Un système d'indexage permet de s' assurer de cet arrêt précis en ramenant si nécessaire le magasin rotatif à la position prévue, et commande aussi le verrouillage de celui-ci dans cette position. Les outillages supérieurs 8i' 10i situés sur les brancards 46, 46' sont indexés et soutenus par des taquets articulés 48, 48' formant des rails de roulement pour ces outillages pourvus de galets. Ceci permet de retirer les outillages du magasin, perpendiculairement à 1' axe de transfert. Le déchargement (ou rechargement) peut être automatisé pour augmenter la capacité du magasin. La présentation de ces outillages, en position de travail, est effectuée par deux mouvements distincts - une descente verticale au moyen d'une table à ciseaux 42, 42' suspendue au portique 30 et actionnée par un vérin hydraulique 56, 56'; - un basculement autour d'un axe horizontal 44, 44' solidaire de 1' outillage supérieur 8, 10, d'un angle déterminé variant en fonction de la carrosserie qui arrive, et par action d'un vérin hydraulique 58, 58'. - 7 - Quand cet angle est important, un second vérin peut être associé au vérin 58, 58'. En fin de rotation, 1' outillage supérieur 8, 10 est mis en référence et bridé sur le bâti-portique 14 dit arceau référentiel et l'outillage inférieur 12, respectivement par l'intermédiaire de l'axe de pivotement horizontal 44, 44' de cet outillage supérieur, et d' un pied de recentrage 64, 66 solidaire de cet outillage inférieur. L'indexage et le verrouillage d' un outillage supérieur 8i, 10i sur la table à ciseaux 42, 42' sont réalisés au cours de la rotation du magasin 32, 32' au moyen de tenons 50, 50' solidaires de celle-ci, et de rainures en té 52, 52' ménagées dans cet outillage et dans lesquelles peuvent s'engager avec jeu des tenons animés par des vérins 54, 54'. Le bridage de cet outillage sur l'abattant 40, 40' est alors effectué. Puis abattant est déverrouillé pour amorcer une descente verticale puis une rotation quand l'axe de pivotement 44 est bien en référence sur 1' arceau 14. L'outillage supérieur se maintient de son propre poids sur ses appuis, tous les bridages étant libérés pour éviter les contraintes. Pour remettre cet outillage supérieur dans le magasin rotatif, il faut retirer les verrous qui le lient au module machine. Cet outillage est ensuite bridé sur l'abattant et remonté au niveau des brancards 46, 46'. Cet abattant est alors verrouillé en position haute. La montée assure automatiquement 1' ouverture des taquets articulés 48, 48' par l'intermédiaire d'une came. Une surcourse est effectuée pour refermer ces taquets. Si le même outillage doit être utilisé au -cycle suivant, on s'arrête à ce stade. Sinon, l'outillage est libéré de l'abattant pour venir en appui dans le magasin. L' évolution de ce magasin est alors rendu possible après recul du verrou (indexage du magasin). 49398 11676 258097: Le dispositif d'assemblage de carrosseries précédemment décrit fonctionne de la manière suivante, suivant un cycle complet de travail, en référence aux figures 1, 2 et 3. Ulne carrosserie sommairement assemblée 2 et posée sur la luge de manutention est dirigée vers le poste de travail en roulant sur la table fixe 16 puis sur les bottiers à rouleaux 20. L'ensemble constitué par la carrosserie, la luge et les boîtiers à rouleaux est ensuite descendu sous 1' action des élévateurs 22 jusqu' à ce que la carrosserie repose sur les références de l'outillage inférieur 12. De manière enchaînée, la descente verticale des tables à ciseaux 42 et le basculement des outillages supérieurs 8, 10 sont effectués. Le bridage pneumatique des éléments de carrosserie sur toutes les références des outillages supérieurs et inférieur est alors réalisé pour la mise en géométrie de ces éléments. Les opérateurs 68 ou les robots 70 interviennent ensuite pour exécuter l'assemblage de la carrosserie, par exemple par soudage. Puis vient la phase de débridage pneumatique de la carrosserie en fin d' assemblage. Les abattants avant 8 et arrière 10 sont remontés au niveau des magasins 32, 32'. Les élévateurs 22 remontent de façon séquentielle 1' ensemble carrosserie-luge-boîtiers à rouleaux au niveau de la table fixe 16. La carrosserie assemblée est alors évacuée vers le poste aval, alors qu' une nouvelle carrosserie arrive au poste de travail. 3 Trois cas de figure se posent à cet instant et pendant les déplacements des carrosseries - la carrosserie suivante est identique à Id précédente. Le cycle décrit est reitéré. - la carrosserie suivante appartient à la famille de la précédente (par exemple berline et break). L'outillage inférieur est conservé alors que les outillages supérieurs doivent être changés. La mise en rotation des magasins 32, 32' entraîne alors automatiquement le déverrouillage et la séparation des outillages supérieurs précédents, puis l'indexage et le verrouillage des outillages supérieurs sélectionnés. Ces opérations sont effectuées pendant le transfert des 'carrosseries, ce qui ne pénalise pas le temps de cycle. Le cycle de travail se poursuit alors comme dans le premier cas. - la carrosserie suivante diffère totalement de la précédente. Les outillages supérieurs sont changés comme dans le second cas. L'outillage inférieur embarqué sur un chariot mobile 24 accouplé au chariot-navette motorisé 26 est changé, soit par indexage au poste de travail, de l'autre chariot mobile accouplé à ce chariot-navette, soit par remplacement de l'un d'entre eux par un chariot mobile portant l' outillage approprié, en attente au poste d' échange amont 60 ou aval 62, hors de la ligne de transfert. Les déplacements de ces chariots sont effectués au cours des évolutions de carrosseries, ce qui ne pénalise également pas le temps de cycle. 49398 1 1676 _ 15 - REVENDICATIONS 1. Procédé d' assemblage de carrosseries, notamment pour lignes capacitaires de véhicules, du type adapté à une pluralité de modèles de véhicule et de leurs variantes, caractérisé en ce qu'il consiste à assurer une géométrie parfaite d'une carrosserie (2) à un poste de travail, au moyen d'un module machine (4) et d'un module de structure (6), et cela de façon flexible en programmant un cycle complet de travail qui incorpore une alimentation d'une carrosserie sommairement assemblée, un stockage, une distribution et une présentation d'outillages de géométrie (8, , 12), une mise en géométrie, une intervention de robots ou d'opérateurs, et une évacuation de la carrosserie assemblée. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un module machine (4) comportant notamment un bâti-portique dit arceau référentiel (14) pour la réception d'outillages supérieurs (8, 10) et inférieur (12), des tables fixes à rouleaux (16) sur lesquelles se déplacent des luges de manutention (18), des boîtiers à rouleaux (20) montés sur des élévateurs (22) et susceptibles de recevoir ces luges, et des chariots mobiles (24) accouplables à un chariot-navette motorisé (26), surmontés chacun d'un outillage inférieur spécifique (12) et circulant sur des rails (28) audessous de ces tables fixes (16). 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un module de structure (6) formé d'un portique (30) et de deux ensembles symétriques comportant chacun un magasin rotatif (32, 32') à outillages supérieurs (8i' 10i) entraîné par une couronne d'orientation (34, 34'), un pignon (36, 36') et un moto-réducteur asservi (38, 38'), et un abattant (40, 40') pourvu d'une table à ciseaux (42, 42') mobile verticalement et sur la partie inférieure de laquelle un outillage supérieur (8, 10) est articulé autour d'un axe horizontal (44, 44'). 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins deux outillages supérieurs (8i, 10i) reposent dans le magasin rotatif - I1 - (32, 32') sur des brancards (46, 46') en y étant indexés et soutenus par des taquets articulés (48, 48'). 5. Dispositif suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'indexage et le verrouillage d'un outillage supérieur (8i, 10i) sur la table à ciseaux (42, 42') sont réalisés pendant la rotation du magasin (32, 32') au moyen de tenons (50, 50') solidaires de celle-ci, et de rainures en té (52, 52') ménagées dans cet outillage et dans lesquelles peuvent s'engager avec jeu ces tenons animés par des vérins (54, 54'). 6. Dispositif suivant 1' une quelconque des revendications 3, 4 et 5, caractérisé en ce que la table à ciseaux (42, 42') et 1' outillage supérieur associé (8, 10) sont respectivement actionnés par des vérins hydrauliques (56, 56') et (58, 58'). 7. Dispositif suivant 1' une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le magasin rotatif (32, 32') dispose de galets (31, 31') sur sa périphérie pour tourner sur une couronne (33, 33') solidaire du portique (30). 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'un changeur d'outillages est associé à chaque magasin rotatif (32, 32') pour augmenter la capacité de celui-ci. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que des postes d' échange (60, 62) qui accueillent des chariots mobiles portant différents outillages inférieurs, sont prévus à 1' amont et à l'aval du poste de travail, perpendiculairement à 1' axe de transfert des carrosseries. 10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que chaque outillage supérieur (8, 10) coopérant avec la table à ciseaux correspondante (42, 42') est mis en référence sur le bâti-portique (14) dit arceau référentiel et 1' outillage inférieur (12), respectivement par l'intermédiaire de l'axe de. pivotement (44, 44') de cet outillage supérieur et d'un pied de recentrage (64, 66) solidaire de cet outillage inférieur.