Brevet FR2582242A1 — publié le 19861128

INSTALLATION D' ALIMENTATION ET D'EVACUATION AUTOMATIQUE EN SERIES DE PIECES D' UN ENSEMBLE DE POSTES DE TRAVAIL. L' invention concerne une installation d' alimentation et d'évacuation automatique en séries de pièces d'un ensemble de postes de travail faisant application d' un automate programmé. L'invention concerne plus particulièrement une telle installation composée d' une multiplicité de postes de travail, de moyens de stockage et de déstockage, de moyens de tranfert de pièces disposés entre lesdits moyens de stockage et de déstockage et les postes de travail et un automate programmé serveur-desserveur monté à mobilité le long des moyens de stockage et de déstockage, porteur dut un bras de préhension de pièces assurant la fonction de prélèvement et de transport de pièces entre un container et les moyens de stockage et de déstockage L'invention se propose de perfectionner une telle installation en ' adaptant aux petites et moyennes séries réparties en des ensembles de pièces empilées et présentant des caractéristiques dimensionnelles semblables.Cette installation fait avantageusement application d1 un automate programmé dont le bras de préhension est susceptible de desservir des ensembles de pièces empilées préalablement rangés dans un container, de les déposer sur un moyen de déstockage de reprendre les ensembles reconstitués après usinage sur un moyen de stockage et de servir ledit container. L'invention a également pour objet une installation adaptée à des séries différentes de pièces empilables, utilisant un même ensemble de postes de travail dans le but de réduire le nombre de lignes de fabrication. Un autre objet de l'invention est une installation dont les postes de travail ont un rendement amélioré et sont désservis par un même automate recevant les informations d'une unité de contrôle des divers postes de travail. Selon l' invention chaque moyen de stockage et de déstockage est constitué par deux paires de supports d' empilage et de prélèvement de pièces, respectivement disposés de part et d' autre d' un même moyen de transfert tandis que le bras de préhension de 1' automate adapté à la saisie d' ensembles de pièces identiques préalablement - empilées dans un container est monté à mobilité dans un système de coordonnées caractérisant la localisation spatiale de chaque ensemble. L'installation ainsi réalisée permet l' alimentation par le même automate de postes de travail déclarés disponibles par suite d'un manque de pièces pendant le fonctionnement d' autres postes de travail. Elle permet également à l'automate de - saisir un ensemble dans le container et de le déposer sur le support de prélèvement en amont du poste de travail ; - saisir un ensemble reformé sur le support d' empilage en aval du poste de travail et de le déposer dans le container. dans le but de réduire les déplacements inutiles de 1' automate entre les postes de travail. L' installation ainsi réalisée fera avantageusement partie d' un module de fabrication d' un ensemble de modules desservis par un chemin de convoyage assurant la circulation des containers, des outillages et des produits de fabrication. Les modules assurant les différentes opérations du processus de fabrication du produit industriel sont gérés et pilotés par des moyens iwnformatiques conventionnels. D1 autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d' un exemple de réalisation de cellesi en référence au dessin annexé dans lequel - la figure l est une vue en plan de l'installation - la figure 2 est une vue transversale de l'installation dans le plan 2-2 de la figure l ;; - la figure 3 est une représentation schématique d' une goulotte de stockage en cours de formation d' un ensemble de pièces - la figure 4 est une représentation schématique d'une goulotte de déstockage au cours du prélèvement des pièces d' un ensemble - la figure 5 est une vue en plan d' un container - la figure 6 est une vue en plan d' un alvéole du container garni d'un ensemble de pièces au cours de l'opération de manutention de celui-ci - la figure 7 est une représentation schématique de la cinématique de commande de prise ou de lacher d'un ensemble de pièces ; - la figure 8 est une représentation schématique d'implantation de l'installation dans une unité de production. Ainsi que montré à la figure 1, l'ensemble de postes de travail est constitué par 5 macllines repérées A, B, C, D, E qui effectuent les différentes opérations d' usinage d' ensembles de pièces disposées dans un rang I de containers 10 disposé parallèlement à un rang II de moyens de stockage 11 et de déstockage 12. Entre les rangs I et Il s'étend parallèlement un chemin de circulation III qui définit la trajectoire d'un automate programmé 13 serveur-desserveur qui ne fait pas partie de l'invention pouvant être par exemple constitué par un robot du type TH8 fabriqué par RENAULT-AUTOMATION. L'automate 13 porte deux bras de préhension 14, 14' faisant fonction de pinces dont la structure et la cinématique apparaissent à la figure 7. Chaque bras est ainsi constitué par un support fixe 15 portant une chape 16, un axe 17 et une aile latérale 18. La chape 16 porte la mâchoire mobile de la pince montée à articulation sur un axe 21 porté par la chape 16 et se termine par une queue de manoeuvre 22. A la queue 22 est attelée la tige 23 d' un vérin 24 monté sur 1' axe 17 du support 15. L'aile latérale 18 porte une cornière 25 faisant office de machoire fixe, dont les ailes 25a, 25b portent à leur extrémité une plaque de butée 26. La machoire mobile est prolongée par une tige support 27. De la description qui vient d' être faite il ressort que le serrage ou le desserrage des machoires 25, 27 s' opère par l'intermédiaire du vérin 24. On décrira maintenant en référence des figures 5 et 6 1' un des containers 10. Celui-ci est constitué par un cadre 30 dont la base possède une configuration qui autorise la manutention, le stockage, l' empilage et sa mise en place dans un espace référentiel contenu dans la mémoire de 1' automate 13. Le cadre 30 renferme une structure alvéolaire 31 posée sur un fond 32 et positionnée par rapport au cadre. Le fond 32 comporte par ailleurs un nombre de découpes 33 égal à celui des alvéoles 34 qui débouchent dans le fond des alvéoles correspondantes. La section d' un alvéole, visible à la figure 6, est de forme polygonale dont les cotés adjacents a, b assurent le positionnement, la stabilité et un repérage précis du contenu de 1' alvéole 34 par rapport au cadre 30. Les différents alvéoles 34 contiennent des ensembles 40 constitués par autant de piles d' éléments ou pièces 41. A titre d'exemple les ensembles 40 peuvent être formés à partie de bagues intérieures ou extérieures de roulements empilées les unes sur les autres ou être constitués par une seule pièce tubulaire (dans l'hypothèse où l' ensemble est constitué par un seul élément). On peut donc écrire 41 E 40 et 40 C 10 On imaginera sans peine que le contenu du container peut représenter une petite série de pièces. L' ensemble 40 placé dans l'alvéole 34 est supporté le long de deux génératrices définies par les lignes de tangence de 1' ensemble considéré avec les cotés a, b du contour de l'alvéole. L' ensemble 40 peut ainsi être saisi, extrait, transporté et déposé par l'un ou l'autre des bras 14, 14'. A cet effet la cornière 25 et la tige support 27 peuvent s' engager dans les couloirs de passage 36, 37 délimités par la découpe 33 et 1' espace extérieur et intérieur respectivement formés entre les faces de 1' alvéole 34 et le contour extérieur de 1' ensemble et par 1' alésage de celui-ci. Les fonctions de l'automate 13 l'apparentent de la sorte à un mécanisme "serveur-desserveur" réversible. Pour illustrer cette fonction l'installation fait application de moyens de stockage 11 et de déstockage 12 que nous décrirons ci-après en référence des figures 3 et 4. Chacun des moyens de stockage 11 ou de déstockage 12 est constitué par une paire de supports 50 dont l'orientation inclinée vers 1' extérieur du rang Il d'alignement permet aux pièces 41 de descendre par gravité vers 1' extrémité inférieure des supports. Un support 50 schématisé à la figure 3 ou 4 est constitué par une goulotte en V dont les branches inclinées assurent le contact de la pièce 41 isolée ou de 1' ensemble 40 le long de deux de ses génératrices. Le support 50 destinée à 1' empilage des pièces de 1' ensemble 40 est complèté par un plateau de poussée 51 commandé par un vérin 52 et par une butée d' arrêt 53 qui bloque Il ensemble en formation sur le support au cours de 1' adjonction d'un élément 41 complémentaire venant en contact avec le plateau de poussée 51 lorsque celui-ci occupe une position retractée représentée à la figure 3. Par ailleurs la partie basse de la goulotte porte des déflecteurs flexibles 54 qui assurent le guidage et le maintien latéral des premières pièces de 1' ensemble 40. Le support 50 destiné au prélèvement un à un des éléments 41 est complèté par un mécanisme éjecteur constitué par la tige de poussée d'un vérin 55. Le moyen de transfert 60 des éléments 41 du support de prélèvement 50 vers le poste de travail correspondant et le retour des éléments 41 dudit poste vers le support d' empilage 50 est constitué par une chaîne de convoyage 61 supportée par un portique 62. Le brin aller 61A reçoit les éléments 41 de l'ensemble 40 éjectés du support 50 par le vérin 55 et débouche sur le poste de travail ou à proximité de celui-ci. Le brin retour 61R convoie les éléments 41 d' un ensemble en formation qui se placent à tour de rôle entre la butée d' arrêt 53 et le plateau 51. Les deux paires de support 50 d' empilage et de prélèvement sont respectivement disposés de part et d' autre de la chaîne de convoyage 61. L'installation qui vient d' être décrite est complètée par une unité de contrôle 70 qui traite 1' ensemble des informations de fonctionnement de celle-ci. Ainsi par exemple lorsqu' un poste de travail manque de pièces. L' unité de contrôle enregistre un signal d' appel et établit un signal d' appel de l'automate 13. Le bras de préhension 14 ou 14' se présente devant le container 10 dont les alvéoles 34 contiennent les ensembles 40 devant être desservis pour être servis au poste de travail. L'ensemble 40 est -saisi et maintenu par le système cornière-support 25, 27 pour être déposé sur 1' un puis 1' autre des supports 50 destinés au prélèvement un à un des éléments 41. Lorsque le poste de travail à terminé l'opération de travail sur 1' ensemble 40, le support 50 destiné à 1' empilage des éléments 41 porte un nouvel ensemble 40 reconstitué. L' unité de contrôle 70 enregistre un nouveau signal et établit un signal d'appel de l'automate 13. Ce dernier dessert par son bras 14 ou 14' le nouvel ensemble 40 et le dépose soit dans un alvéole vide 34 du container 10, soit sur un support 50 destiné au prélèvement des éléments 41 vers un poste de travail différent. Lorsqu'un container tel que 10 est vide ou de nouveau rempli à la suite d' un processus de fabrication préétabli, le container peut être convoyé automatiquement par un chariot filo-guidé soit vers la desserte d' un nouveau poste de travail soit vers un lieu d' assemblage de contrôle ou de conditionnement. La figure 8 décrit un schéma d'implantation de cinq installations 300 dans une unité de production pilotée et gérée par des moyens informatiques centralisés. Celle-ci possède un magasin 100 de réception de pièces brutes à partir duquel s' effectue le long de chemins de convoyage 200 la circulation et la répartition automatique des containers vers une pluralité d'installations modulaires 300 dont chacune s'inscrit dans le processus de fabrication. On peut ainsi concevoir des installations modulaires d' usinage ou de traitement thermique qui assurent le processus envisagé autour d' une unité 400 d'assemblage de contrôle et d'emballage des produits qui seront réacheminés vers le magasin 100 avant leur expédition. REVENDICATIONS 1. Installation d'alimentation et d'évacuation automatique en séries de pièces d' un ensemble de postes de travail faisant application d' un automate programmé, comprenant une multiplicité de postes de travail (A, B, C, D, E), des moyens de stockage et de déstockage (11, 12), des moyens de transfert de pièces disposés entre lesdits moyens de stockage et de déstockage et les postes de travail (A, B, C, D, E) et un automate (13) programmé serveur-desserveur monté à mobilité le long des moyens de stockage et de déstockage, porteur d' un bras de préhension de pièces entre un container (10) et les moyens de stockage et de déstockage (Il, 12), caractérisée par le fait, que chaque moyen de stockage et de déstockage est constitué par deux paires de supports (50) d' empilage et de prélèvement de pièces respectivement disposés de part et d' autre d'un même moyen de transfert (60) et que le bras de préhension (14, 14') adapté à la saisie d' ensembles de pièces identiques préalablement empilées dans un container (10), est monté à mobilité dans un système de coordonnées caractérisant la localisation spatiale de chaque ensemble. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens de stockage et de déstockage (11, 12) sont disposés en rang, qui s'étend parallèlement à la trajectoire de l'automate (13) et d' un rang de containers (10) et que 1' ensemble des moyens de transfert (60) est constitué par des portiques (62) support de chaînes de convoyage (61) de pièces d'un même ensemble dont le brin aller (61A) est alimenté par une paire de supports (50) de prélèvement et débouche sur le poste de travail (A, B, C, 9, E) correspondant et dont le brin retour (61R) est alimenté par ledit poste de travail et débouche au contact d'une paire de supports (50) d' empilage. 3. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait qu'à chaque support d' empilage (50) est associé un plateau de poussée (51), une butée (53) d'arrêt de pièces (41) et un moyen de guidage (54) des pièces de l'ensemble en formation le long dudit support. 4. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait qu' à chaque support de prélèvement (50) est associé un moyen éjecteur (55) des pièces vers le brin aller de la chaîne de convoyage. 5. Installation selon la revendication 3 et 4, caractérisée par le fait que les supports (50) d' empilage et de prélèvement sont inclinés vers les brins correspondants (61A, 61R) de la chaîne de convoyage (61). 6. Installation selon 1' une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait qu'elle comporte une unité (70) de contrôle et de traitement d'informations reliées à 1' ensemble des postes de travail (A, B, C, D, E), à l'automate (13) et aux supports (50) d'empilage et de prélèvement. 7. Installation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le container (10) est constitué par un cadre (30) support, une structure alvéolaire (31) positionnée dans le cadre (30), un fond (32) porteur de ladite structure (31) et une série de découpes (33) dans ledit fond et débouchant dans chacun des alvéoles (34). 8. Installation selon la revendication 7, caractérisée par le fait que chaque ensemble (40) de pièces d' une même série contenu dans un des alvéoles (34) délimite avec la découpe (33) correspondante deux couloirs (36, 37) de passage des éléments de bras de préhension (14, 14' ) dudit ensemble. 9. Installation selon la revendication 8, caractérisée par le fait que le bras de préhension (14 ou 14') est constitué par une cornière fixe (25) dont les ailes (25a, 25b) sont déstinées à entrer en contact avec deux génératrices de 1' ensemble (40) de pièces, d' une butée (26) portée par 1' extrémité de la cornière (25) qui assure l'immobilisation axiale et la retenue du même ensemble (40) sur une tige support (27) enfilée dans celui-ci, à la suite d' un déplacement de ladite tige (27) en direction de la cornière (25).