Brevet FR2683172A1 — publié le 19930507

La présente invention concerne un module de déchargement d'électrodes pour une pince de soudage commandée par un robot. Elle concerne également un dispositif de déchargement/chargement d'électrodes pour une telle pince de soudage, comportant ledit module de déchargement. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, notamment dans l'industrie automobile où les carrosseries des véhicules automobiles sont constituées par des tôles d'acier, assemblées sur une chaîne de montage, au cours d'opérations de soudage automatisées. Les tôles utilisées sont le plus souvent traitées contre la corrosion par galvanisation par exemple. Ces traitements engendrent des problèmes délicats de soudabilité dus essentiellement à la pollution des électrodes de soudage du fait des produits utilisés, cette pollution provoquant la dégradation rapide de ces électrodes. Il est alors important de pouvoir assurer le chargement des électrodes, lorsque cela est nécessaire, pour ne pas altérer l'efficacité du soudage, tout en veillant à perturber le moins possible la cadence de production. On connaît de la demande de brevet français n" 89 11 597 un procédé et un dispositif d'entretien et de changement d'électrodes de soudage entièrement automatisés et synchronisés avec le robot et la vitesse de déplacement de la chaîne de montage sans nécessiter un arrêt de cette dernière. Toutefois, ce dispositif connu s'avère de mise en oeuvre difficile, notamment pour une chaîne de montage d'automobiles, car sa conception étant très complexe, il demande un réglage permanent pour être synchronisé avec le robot et le prix de revient dudit dispositif devient alors trop élevé pour être rentable industriellement. De ce fait, à l'heure actuelle il reste encore indispensable d'effectuer un arrêt de la chaîne de montage pour un changement d'électrodes qui s' effectue manuellement. Cet arrêt est le plus souvent relativement long et entraîne une diminution de productivité de la chaîne non négligeable. Aussi, le problème technique à résoudre par l'objet de la présente invention est de proposer notamment un module de déchargement d'électrodes pour une pièce de soudage commandée par un robot, qui serait entièrement automatisé, de conception simple, qui présenterait une souplesse de tolérances permettant de s'adapter aux imprécisions éventuelles des mouvements du robot et qui serait relativement peu onéreux pour être rentable sur une chaîne industrielle de montage. La solution au problème technique posé consiste, selon la présente invention, en ce que ledit module de déchargement comporte - des moyens de saisie destinés à saisir une électrode usagée, présentée par ledit robot en position de déchargement, - un moyen de commande de dégagement de ladite pince dans une position d'attente, - des moyens de libération de ladite électrode usagée desdits moyens de saisie, - un moyen de détection de présence de l'électrode usagée, destiné à fournir au robot un ordre de chargement d'une électrode neuve de remplacement. Ainsi, le module de chargement de l'invention est entièrement automatique et facilement réalisable aux moyens de constituants simples, peu onéreux que le Demandeur explicitera plus en détails dans la description d'un mode de réalisation dudit module. Selon l'invention, un dispositif de déchargement/chargement d'électrodes pour une pince de soudage commandée par un robot, comportant un module de déchargement est remarquable en ce qu'il comporte également un module de chargement comprenant un bâti fixe, portant un distributeur rotatif d'une pluralité d'électrodes neuves disposées successivement en configuration tête-bêche dans une pluralité d'alvéoles régulièrement réparties à la périphérie dudit distributeur, ledit robot prélevant l'électrode disposée dans celle des alvéoles, dite alvéole de travail, se trouvant dans une position donnée, et en ce que ledit bâti fixe est muni d'un deuxième détecteur de présence d'une électrode dans l'alvéole de travail, apte à fournir un signal d'immobilisation audit robot en cas d'absence d'électrode dans ladite alvéole de travail. Ainsi, le dispositif de déchargement/chargement conforme à l'invention comporte deux modules entièrement automatiques et de conception simple, ce qui permet l'utilisation dudit dispositif sur une chaîne de montage, sans devoir effectuer de nombreux réglages permanents pour synchroniser ledit dispositif avec un robot soudeur. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux du dispositif de déchargement/chargement d'électrodes de soudage selon l'invention, le distributeur rotatif est démontable. De cette manière, le dispositif de l'invention permet le chargement et le déchargement de tous modèles d'électrodes de soudage utilisées dans l'industrie automobile et, de ce fait, il est possible d'utiliser ledit dispositif sur toutes les chaînes de montage d'automobiles existantes. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. La figure 1 est une vue de dessus d'un mode de réalisation du module de déchargement selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II du module de déchargement montré à la figure 1. La figure 3 est une vue de dessus d'un mode de réalisation du module de chargement du dispositif de déchargement/chargement selon l'invention. La figure 4 est une vue en coupe selon la ligne III-III du module de chargement montré à la figure 3. Les figures 1 et 2 montrent, respectivement en vue de dessus et en coupe, un module de déchargement d'électrodes pour une pince 410 de soudage commandée par un robot 400. Ce module de déchargement comporte des moyens de saisie destinés à saisir une électrode 100 usagée, présentée par ledit robot en position de déchargement. Dans le mode de réalisation des figures I et 2, ces moyens de saisie sont constitués par des mâchoires 10, 20 articulées autour d'axes 30, 40 respectifs, et commandées par un dispositif de came 50 comportant deux encoches de dégagement 51, 52. Il y a avantage à ce que les mâchoires 30, 40 comportent des dents 11, 21 qui viennent au contact des flancs latéraux de l'électrode 100 usagée afin de mieux la saisir et d'éviter le glissement de ladite électrode à travers lesdites mâchoires 10, 20. De plus, les mâchoires sont, par exemple, avantageusement réalisées en cuivre qui constitue le matériau courant pour la fabrication des électrodes de soudage. Ce mode de réalisation permet, alors, du fait de la malléabilité du cuivre, d'assurer une saisie de l'électrode par les mâchoires exempte de tout risque a'échappement. Un moteur 250, par exemple un moteur pneumatique, est prévu pour entraîner, par l'intermédiaire d'un pignon 200, lesdites mâchoires 10, 20 dans un mouvement de rotation relativement au dispositif de came 50. Dans l'exemple des figures 1 et 2, le dispositif de came 50 est fixe tandis que l'ensemble des deux mâchoires est animé d'un mouvement de rotation par le moteur 250. Ainsi, les mâchoires 10, 20, entraînées dans ce mouvement de rotation relatif par rapport au dispositif de came 50, se rapprochent pour saisir une électrode 100 usagée, présentée par le robot 400 en position de déchargement, puis s'écartent sous l'effet de moyens de libération réalisés par lesdites encoches 51, 52 du dispositif de came de dégagement dans lesquelles viennent s'engager des bossages 61, 62 sous l'action de ressorts 71, 72 de rappel élastique des mâchoires, afin de libérer ladite électrode 100 après que la pince 410 de soudage dudit robot 400 ait été dégagée et mise en position d'attente par un moyen 300 de commande de dégagement constitué par un dispositif 300 de temporisation apte à délivrer un signal S2 de commande de dégagement à un instant prédéterminé après mise en marche du moteur 250. On remarquera la grande simplicité de réalisation et de fonctionnement des moyens de saisie et de libération qui utilisent un même dispositif de came et qui sont mis en oeuvre de façon continue dans le même mouvement de rotation d'un moteur unique. Il convient de noter que la vitesse de rotation des mâchoires 10, 20 est de l'ordre de 30 tours/minute et que lesdites mâchoires 10, 20 saisissent une électrode 100 en un temps de saisie très court, de l'ordre d'une seconde, en ayant effectué environ un quart de tour. Ce temps de saisie est alors le temps au bout duquel le dispositif 300 de temporisation délivre le signal S2 de commande de dégagement de la pince 410 de soudage, ladite pince 410 restant alors dans une position d'attente au-dessus de la position 60 de déchargement. D'autre part, la figure 2 montre également que le module de déchargement comporte un moyen 81, 82 de détection de présence de l'électrode usagée, destiné à fournir au robot 400 un ordre S 1 de chargement d'une électrode neuve de remplacement. Ce moyen 81, 82 de détection est, par exemple, un capteur optique constitué d'une cellule émettrice 81 et d'une cellule réceptrice 82. La cellule 81 émettant un faisceau lumineux en direction de la cellule réceptrice 82, ce faisceau lumineux est interrompu par le passage de l'électrode 100 extraite de la pince 410 de soudage et libérée des mâchoires 10, 20. Cette interruption est alors détectée par un circuit 310 de mise en forme qui fournit à son tour au robot 400 un ordre S1 de chargement d'une électrode neuve. I1 faut également souligner que dans un autre mode de réalisation du module de déchargement, non représenté, le moyen de détection est un détecteur électromagnétique constitué, par exemple, par la bobine d'un oscillateur basse fréquence. Dans ce cas, la présence de l'électrode est détectée par la variation de la fréquence d'oscillation produite par le passage de ladite électrode à travers ladite bobine. Les figures 3 et 4 montrent un mode de réalisation d'un module de chargement d'un dispositif de déchargement/chargement selon l'invention dont le module de déchargement est par exemple conforme à celui décrit en regard des figures 1 et 2. Ce module de chargement est constitué d'un bâti 110 fixe qui porte un distributeur 120 rotatif d'électrodes neuves 121, 122, 123, 124, 125, 126 de soudage. Ces électrodes 121, 122, 123, 124, 125, 126 sont disposées successivement en configuration tête-bêche pour permettre au robot 400 de charger successivement une électrode 121 inférieure et une électrode 122 supérieure sur la pince 410 de soudage. Comme on peut le voir sur la figure 3, le distributeur 120 rotatif comporte une pluralité d'alvéoles 131, 132, 133, 134, 135, 136 qui sont régulièrement réparties à la périphérie dudit distributeur 120 et dans lesquelles sont disposées les électrodes 121, 122, 123, 124, 125, 126. I1 convient de noter qu'avantageusement le distributeur 120 rotatif est démontable, ce qui permet l'utilisation du dispositif de déchargement/ chargement selon l'invention, au soudage de véhicules à l'aide d'électrodes de types différents. D'autre part, la figure 3 montre que le module de chargement comporte un moyen de rotation pas à pas du distributeur rotatif, ici un vérin 500, par exemple un vérin pneumatique, coopérant avec des crans 140 disposés sur une circonférence dudit distributeur 140, afin d'amener successivement chaque alvéole 131, 132, 133, 134, 135, 136 dans une position C donnée définissant l'alvéole de travail, dans laquelle le robot 400 prélève l'électrode neuve qui s'y trouve. De plus, comme le montre la figure 3, il y a avantage à ce que le module de chargement comporte un dispositif 600 de freinage présentant des encoches 150 conjuguées des crans 140 du distributeur 120 de manière à ajuster le positionnement de chacune desdites alvéoles 131, 132, 133, 134, 135, 136 en position C d'alvéole de travail. En effet, le vérin ne permet pas d'assurer en lui-même une rotation précise du distributeur. I1 est donc nécessaire d'avoir recours à des moyens positifs de positionnement tels que le dispositif de freinage précité. Comme on peut le voir sur la figure 4, le module de chargement comporte un deuxième détecteur 90 de présence d'une électrode dans l'alvéole de travail. En cas d'absence d'électrode dans ladite alvéole de travail, le détecteur 90 délivre un signal S3 d'immobilisation du robot 400 dans son mouvement de recherche et prélèvement de l'électrode devant se trouver dans l'alvéole de travail. Si l'absence d'électrode dans l'alvéole de travail est due à une cause accidentelle, le vérin 500 fera tourner le distributeur rotatif 120 de deux crans afin de placer en position C de travail une alvéole contenant une électrode du même type. Par contre, si le distributeur est complètement vide, il devra être réapprovisionné manuellement ou échangé avec un distributeur garni. D'autre part, lorsque le robot 400 a prélevé une électrode dans l'alvéole de travail, le deuxième détecteur 90 délivre audit robot 400 un ordre opératoire, sous la forme d'un signal S4, en confirmation de l'absence d'électrode dans l'alvéole de travail garantissant ainsi que l'électrode a été effectivement prélevée par le robot. L'ordre opératoire est, alors, un ordre de déchargement d'une deuxième électrode ou un ordre de retour à l'opération de soudage. REVENDICATIONS 1. Module de déchargement d'électrodes pour une pince (410) de soudage commandée par un robot (400), caractérisé en ce que ledit module de déchargement comporte - des moyens (10, 20, 50) de saisie destinés à saisir une électrode (100) usagée, présentée par ledit robot (400) en position de déchargement, - un moyen (300) de commande de dégagement de ladite pince (410) dans une position (70) d'attente, - des moyens (51, 52, 71, 72) de libération de ladite électrode usagée desdits moyens de saisie, - un moyen (80) de détection de présence de l'électrode (100) usagée, destiné à fournir au robot (400) un ordre de chargement d'une électrode neuve de remplacement. 2. Module de déchargement selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (10, 20, 50) de saisie sont constitués de mâchoires (10, 20) articulées, commandées par un dispositif (50) de came, et en ce que lesdits moyens de libération sont constitués par des encoches (51, 52) dudit dispositif de câme et par des moyens (71, 72) de rappel élastique des mâchoires, un moteur (250) étant prévu pour entraîner lesdites mâchoires (10, 20) et ledit dispositif (50) de came dans un mouvement de rotation relatif. 3. Module de déchargement selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit moyen (300) de commande de dégagement est constitué par un dispositif (300) de temporisation apte à délivrer un signal de commande de dégagement à un instant prédéterminé après mise en marche dudit moteur (250). 4. Module de déchargement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit moyen de détection de présence de l'électrode (100) usagée est constitué par un capteur optique (81, 82) ou par un détecteur électromagnétique. 5. Dispositif de déchargement/chargement d'électrodes pour une pince de soudage commandée par un robot, comportant un module de déchargement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte également un module de chargement comprenant un bâti (110) fixe, portant un distributeur (120) rotatif d'une pluralité d'électrodes (121, 122, 123, 124, 125, 126) neuves disposées successivement en configuration tête-bêche dans une pluralité d'alvéoles (131, 132, 133, 134, 135, 136) régulièrement réparties à la périphérie dudit distributeur (120), ledit robot (400) prélevant l'électrode (121, 122, 123, 124, 125, 126) disposée dans celle des alvéoles (131,132, 133, 134, 135, 136), dite alvéole de travail, se trouvant dans une position (C) donnée, et en ce que ledit bâti (110) fixe est muni d'un deuxième détecteur (90) de présence d'une électrode dans l'alvéole de travail, apte à fournir un signal d'immobilisation audit robot (400) en cas d'absence d'électrode dans ladite alvéole de travail. 6. Dispositif de déchargement/chargement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le deuxième détecteur (90) de présence délivre audit robot (400) un ordre opératoire en confirmation de l'absence d'électrode dans l'alvéole de travail, ladite électrode (121, 122, 123, 124, 125, 126) ayant été préalablement prélevée par ledit robot (400). 7. Dispositif de déchargement/chargement selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'ordre opératoire est un ordre de déchargement d'une deuxième électrode ou un ordre de retour à l'opération de soudage. 8. Dispositif de déchargement/chargement selon l'une des revendications 5 ou 7, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen (500, 140) de rotation pas à pas dudit distributeur (120) pour mettre successivement en position (C) d'alvéole de travail chacune desdites alvéoles (131, 132, 133, 134, 135, 136) placées à la périphérie dudit distributeur (120). 9. Dispositif de déchargement/chargement selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit moyen (500, 140) de rotation pas à pas dudit distributeur (120) est constitué d'un vérin (500) coopérant avec des crans (140) disposés sur une circonférence dudit distributeur (120) rotatif. 10. Dispositif de déchargement/chargement selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (600) de freinage présentant des encoches (150) conjuguées desdits crans (140) du distributeur (120) de manière à ajuster le positionnement de chacune desdites alvéoles (131, 132, 133, 134, 135, 136) en position (C) d'alvéole de travail. 11. Dispositif de déchargement/chargement selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que ledit distributeur (120) rotatif est démontable.