Brevet FR2636876A1 — publié le 19900330

La présente invention est relative a une ligne de fabrication industrielle automatisée du type comportant une suite de n postes de transformation d un produit, ou d assemblage d'un ensemble. et des moyens de transfert d'un poste à l'autre. L'invention trouve plus particulièrement son application dans le domaine de la fabrication automobile dans le cadre d'une ligne d'emboutissage pour la réalisation d'une pièce de carrosserie à l'aide de presses d emboutissage réalisant des opérations d emboutissage et de reprises successives. Afin d'automatiser ce type de ligne de fabrication il a déjå été proposé d'aménager entre chaque poste de transformation un robot de transfert qui assure la prise de la pièce, ou de l'ensemble. qui vient d'être traitée à un poste ainsi que son transfert vers le poste de travail suivant ou vers un poste de déchargement. Dans ce type d'aménagement chaque robot reçoit de la presse précédente les informations lui permettant d'intervenir à bon escient. Lorsque le robot a pris la pièce. il informe le robot qui le précède dans la chaine qu'il peut alimenter la presse qui est à présent vide, cette dernière étant pendant ce temps arrêtée au point mort haut et attendant l'ordre d emboutir qui lui sera fourni par le robot situé en amont dès que ce dernier aura mis une nouvelle pièce en place. Dans une telle installation le cycle de production peut être interrompu pour diverses raisons telle que une demande de l'opérateur, en raison d'une mauvaise prise d'une pièce par un robot ou d'une anomalie de fonctionnement de la ligne de production. Pour certaines interventions, la remise en cycle en mode de production est particulièrement complexe. En effet, l'opérateur peut ètre amené à retirer une pièce du flux des pièces en cours de réalisation, à déplacer manuellement le robot ou à faire évoluer le cycle de la presse au moyen de commandes manuelles. Les conditions d'un nouveau départ en mode de production automatisée nécessitent ainsi à chaque fois un nombre important de manoeuvres plus ou moins complexes de la part de l'opérateur. De même dans le cas ou l'on désire changer le type de fabrication, les outils des presses doivent être changés. Dés que l'opérateur doit effectuer un changement. il cesse d'alimenter la première presse de la ligne qui se vide du flux de pièces en cours de réalisation. Dès que la ligne est vide, toutes les pièces s'arrêtent au point mort haut et les robots viennent se mettre au point de repos. L'opérateur coupe alors l'alimentation des robots, ce qui est une condition impérative au déverrouillage des moyens de protection et de sécurité barrant l'accès aux presses telles que par exemple des grilles de protection. Il peut alors intervenir dans la zone située entre les presses pour effectuer manuellement les actions de démontage des outils. Les presses peuvent également fonctionner en mode manuel mais l'opérateur ne doit pas oublier d'occulter certaines informations dans les liaisons presses-robots. Il peut aussi faire fonctionner un robot en mode manuel mais il doit prendre les mêmes précautions et ces opérations nécessitent que les grilles de sécurité soient ouvertes. La présente invention a pour but de proposer une ligne de fabrication industrielle automatisée qui remédie à l'ensemble des inconvénients qui viennent d être mentionnés. A cet effet 1 invention propose une ligne caractérisée en ce que chaque poste comporte une unité d outillage à laquelle est associé un robot de transfert du produit, ou de l'ensemble, vers le poste consécutif, en ce que l'unité d'outillage et le robot associé sont commandés par une unité périphérique de commande de ce poste, et en ce que l'ensemble de la ligne de fabrication est piloté par une unité centrale de commande reliée aux unités périphériques de commande. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - au moins une unité d'outillage comporte des moyens de changement automatique de L'outillage pilotés par l'unité centrale de commande - l'unité centrale de commande est un automate programmable - chaque unité périphérique de commande est un automate programmable - le énième poste comporte une unité d'outillage à laque#lle sont associés des moyens de déchargement - chaque unité d'outillage est une presse d'emboutissage ; etet - chaque robot de transfert est un robot à six axes. D'autres caractéristiques et avantages de 1 invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés - La figure 1 est une vue en perspective d'une ligne d'emboutissage aménagée conformément aux enseignements de la présente invention - la figure 2 est un diagramme montrant la gestion de la ligne d emboutissage de la figure 1 en mode de production - la figure 3 est un diagramme similaire à celui de la figure 2 montrant la gestion de la ligne en mode d'arrêt de ligne ; et - la figure 4 est un diagramme similaire à celui de la figure 2 montrant la gestion de la ligne en mode échange-convoi-vidage. On a représenté à la figure 1 une ligne d'emboutissage permettant la réalisation en grande série et en plusieurs étapes d'une pièce 10 de carrosserie de véhicule automobile. Une chaine d'emboutissage de ce type est constituée de n postes, ou iles. d'emboutissage P1 à Pn. Dans le mode de réalisation représenté il y a six postes consécutifs d'embouteillage Pi à Pn. Chaque poste Pi comprend une presse Ui et un robot de transfert Ri qui est un robot de transfert à six axes assurant le transfert de la pièce en cours d emboutissage depuis la presse Ui vers la presse Ut+1. Le premier poste Pi qui comporte une presse à emboutir de grande capacité U7 est précédé par un dispositif automatique d'alimentation 12 qui permet d'alimenter la première presse U1 avec un premier flan de tole à emboutir. Les autres postes U2 à Un comportent chacun une presse de reprise et un robot de transfert à l'exception du dernier poste Pn dans lequel le robot est remplacé par un dispositif d'extraction automatique Rn qui extrait les pièces de la dernière presse à simple effet Un et les dépose par exemple sur un tapis roulant d'évacuation. Chaque poste Pi est géré et commandé par une unité périphérique de commande correspondante Ci qui est un automate industriel programmable. Conformément à 1 invention l'ensemble des automates industriels programmables C1 à Cn sont reliés à une unité centrale de commande A qui est également un automate industriel programmable assurant la gestion automatisée de l'ensemble de la ligne d emboutissage. Chaque poste Pi peut être associé à des moyens de changement automatique de 1 outillage équipant la presse Ui. Conformément à l'invention ces moyens de changement automatique de outillage sont également pilotés par l'unité centrale de commande de tète de ligne A et permettent par exemple de remplacer la table T2 de la presse U2 par une table T 2 agencée latéralement par rapport à la direction générale de la ligne d'emboutissage. Afin de faciliter les opérations de changement d'outil sur les différentes presses, les nouveaux outils tels que T'2 sont tous disposés d'un même coté de la ligne d'emboutissage tandis que les outils que l'on a remplacés peuvent être évacues transversalement sur le coté opposé de la ligne d emboutissage. Le diagramme de gestion de la ligne d'emboutissage en "mode de production" représenté à la figure 2 permet de comprendre aisément le fonctionnement d'une ligne de fabrication industrielle automa tisée réalisée conformément aux enseignements de l'invention. L'automate de tête de ligne A supervise tous les modes de fonctionnement sélectionnés par un opérateur depuis un pupitre général de commande (non représenté). L'information est transmise aux différents postes qui l'identifient et installent les programmes appropriés dans chacune des unités périphériques de commande Ci avec lesquelles elles dialoguent ensuite pour assurer un bon fonctionnement de la production. Le diagramme représenté à la figure 3 permet de comprendre les différentes opérations de gestion et de coopération entre l unité centrale A et les unités périphériques Ci permettant d'arrêter la ligne de fabrication suite à une information de demande d'arrêt de la ligne par l'opérateur. Grâce au type d'organisation de la ligne de fabrication selon l'invention, l'opérateur peut intervenir sur un seul poste Pi tant en mode production qu'en mode d'interruption. La remise en cycle se fera automatiquement au moyen du programme approprié géré par l'unité centrale des que l'opérateur aura indiqué le type d opération qu'il désire effectuer. Le diagramme de la figure 4 illustre la gestion de la ligne lors d'un mode "echange-convoividage" permettant d'effectuer des changements d'outil sur la ligne. L'opérateur envoie un ordre à l'unité centrale de demande d'échange-convoi-vidage. La ligne se vide alors, c' est-à-dire qu'elle termine la production des pièces déjå engagées dans les postes d'emboutissage. Dès que le premier poste Pi est vide, la première presse U1 peut procéder, si nécessaire, à son changement automatique d'outil sous la commande et la gestion de l'unité centrale de commande associée A. Comme cela a été indiqué précédemment le déplacement des tables d'outils se fait transversalement à la direction générale de la ligne. Chaque presse Ui et chaque robot Ri peut également fonctionner en mode manuel sous le contrôle de son automate programmable de commande Ci et indé pendamment de l'automate de tête de ligne A. Dans ce mode de fonctionnement on retrouve une conception de ligne similaire à celle connue sous le nom d installation modulaire. D une manière classique, et afin d assurer une grande sécurité d'utilisation, notamment dans le cas d'une ligne d'emboutissage, chaque unité d'outillage Ui et son robot associé Ri est protégée de tout accès intempestif par des grilles de protection 14. REVENDICATIONS 1. Ligne de fabrication industrielle automatisée du type comportant une suite de n postes (P) de transformation d'un produit, ou d'assemblage d un ensemble, et des moyens de transfert d'un poste à 1 autre, caractérisée en ce que chaque poste (Pi) comporte une unité d'outillage (Ui) à laquelle est associé un robot de transfert (Ri) du produit. ou de l ensemble. vers le poste consécutif (Pi+ 1) , en ce que l'unité d'outillage (Ui) et le robot associé (Ri) sont commandés par une unité périphérique de commande (Ci) de ce poste, et en ce que l'ensemble de la ligne de fabrication est piloté par une unité centrale de commande (A) reliée aux unités périphériques de commande. 2. Ligne de fabrication selon la revendication 1, caractérisée en ce que au moins une unité d'outillage (U2) comporte des moyens de changement automatique de l'outillage (P2) pilotés par l'unité centrale de commande (A). 3. Ligne de fabrication selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'unité centrale de commande est un automate programmable. 4. Ligne de fabrication selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que chaque unité périphérique de commande (Ci) est un automate programmable. 5. Ligne de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le énième poste comporte une unité d'outillage (Un) à laquelle sont associés des moyens de déchargement (Rn). 6. Ligne de fabrication selon l'une. quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque unité d'outillage (Ui) est une presse d'emboutissage. 7. Ligne de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque robot de transfert -(Ri) est un robot à six axes.