Brevet FR2691092A1 — publié le 19931119

Dispositif de maintien pour pièces mécaniques La présente invention concerne un dispositif de maintien de pièces mécaniques, notamment des électrodes de soudage par résistance et en particulier celles qui sont du type à tétons centrés ou excentrés. Dans l'industrie automobile, le soudage par résistance par points est couramment utilisé comme mode d'assemblage des carrosseries de véhicules qui sont actuellement en grande partie constituées de tôles dtacier. Les chaînes d'assemblage sont de plus en plus robotisées afin d'augmenter leur productivité. Par le brevet français n0 2 651 457, on connaît un procédé automatisé pour l'entretien et le changement d'électrodes de soudage, synchronisé avec le robot de soudage et la vitesse de déplacement de la chaîne d'assemblage, sans nécessiter un arrêt de la chaîne. L'entretien et le changement d'électrodes sont effectués de façon automatisée en temps masqué, ce qui permet d'optimiser la productivité de la chaîne. Jusqu'à présent, on utilise des dispositifs de maintien et de positionnement d'électrodes neuves sur lesquels sont montés fixes des organes individuels de maintien d'électrodes. L'extraction de l'électrode d'un organe de maintien par la pince de soudage s'effectue axialement et provoque de temps en temps des pertes d'électrodes à cause de la structure particulière de la pince et de l'électrode. En effet, les électrodes à tétons pour soudage par résistance présentent un corps cylindrique pourvu d'un évidement axial central tronconique évasé vers l'ouverture débouchant dans la surface à l'opposé du téton. L'extrémité de chaque bras de pince de soudage est pourvue d'un tube-allonge sous forme également tronconique qui sert de porte-électrodes. L'assemblage entre le tube-allonge et l'électrode à tétons se fait par introduction axiale du tube-allonge dans l'évidement axial central de l'électrode à téton. I1 faut donc un effort de serrage suffisant entre le tube-allonge et l'électrode pour permettre l'extraction de l'électrode de l'organe de maintien, ce qui est difficile à assurer dans la pratique. Par ailleurs, le barillet classique de maintien d'électrodes neuves ne permet pas de faire la différence entre différents types d'électrodes qui sont maintenues indifféremment dans les organes de maintien. Ce qui entraîne des difficultés supplémentaires pour le choix d'électrodes neuves pour accomplir le soudage dans des conditions de travail différentes. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients susmentionnés en proposant un dispositif de maintien de pièces mécaniques peu onéreux et fiable. Un autre objet de l'invention est de fournir un dispositif de maintien et de positionnement d'électrodes permettant le changement fiable d'électrodes par des pinces de soudage. Le dispositif de maintien selon l'invention comprend un support principal et au moins un module monté de façon amovible dans un logement axial du support et pouvant maintenir élastiquement une pièce mécanique. Le module amovible et le logement axial du support sont ouverts latéralement pour permettre l'introduction et l'extraction latérales de la pièce par rapport au module. Le support principal peut être réalisé sous forme d'un plateau avec une pluralité de modules individuels montés de façon amovible sur le périmètre du plateau. Le plateau peut être animé d'un mouvement de rotation ou/et de translation suivant les conditions de prélèvement des pièces maintenues dans les modules. De préférence, le plateau est réalisé sous forme circulaire avec les modules répartis circonférentiellement de façon régulière. Les modules sont montés sur le plateau dans le sens axial L'introduction et l'extraction des pièces mécaniques sont réalisées dans une direction radiale au plateau. Selon une réalisation préférée de l'invention, le plateau de support principal comporte la moitié des modules individuels orientés vers un côté du plateau, et l'autre moitié des modules individuels orientés vers l'autre côté du plateau, les modules individuels d'orientation différente étant disposés de façon alternée circonférentiellement sur le plateau. De préférence, le plateau peut être animé d'un mouvement de rotation pas à pas comme un barillet. Chaque module présente une tête permettant l'accès axial d'un organe de prélèvement à la pièce mécanique maintenue dans le module, et une base. Chaque module de maintien est constitué de trois parties se succédant axialement de la tête à la base: une partie de centrage pour permettre l'accès de l'organe de prélèvement à la pièce maintenue, une partie de maintien élastique de la pièce et une partie de détrompage pour permettre le maintien d'un type particulier de pièces dans le module à l'exclusion de tout autre type de pièces. La partie de centrage présente de préférence la forme d'un cône inversé afin de permettre le guidage de l'organe de prélèvement vers la pièce maintenue. La partie de maintien élastique se comporte comme un clips élastique ouvert latéralement pour permettre l'introduction et l'extraction de la pièce dans le module. La partie de détrompage présente une forme compatible avec la forme d'un type particulier de pièces et une fente radiale de guidage pour permettre l'introduction et l'extraction de la pièce dans une position angulaire prédéterminée par rapport au module de maintien. Les modules individuels peuvent comporter des moyens élastiques d'amortissement axial pour permettre notamment la correction de la variation de positionnement de l'organe de prélèvement lors de l'extraction de la pièce mécanique. Dans son application à une chaîne d'assemblage de véhicules automobiles, le dispositif est destiné essentiellement pour maintenir des électrodes de soudage par résistance du type à tétons centrés ou excentrés. En outre, le dispositif de l'invention peut être muni de moyens de blocage angulaire des modules de maintien individuels et/ou des moyens de limitation de course axiale desdits modules par rapport au support principal. L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de modes de réalisation particuliers pris à titre nullement limitatif et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 montre schématiquement, une vue de dessus du dispositif de l'invention sous forme d'un barillet chargeur d'électrodes neuves à tétons; la figure 2 est une vue schématique montrant le mode d'extraction, par une pince de soudage, d'une électrode neuve à partir du barillet de la figure 1; la figure 3 représente une vue schématique en coupe radiale d'un module de maintien pourvu d'une électrode à téton centré; la figure 4 est une vue extérieure radiale du module de la figure 3; la figure 5 est une vue schématique en coupe radiale d'un module de maintien contenant une électrode à téton excentré; la figure 6 est une vue radiale extérieure partielle d'un module de maintien monté dans le support principal; et la figure 7 est une vue partielle de dessus de la figure 6. Comme montré sur les figures 1 et 2, le dispositif comprend un plateau circulaire de support 1 entraîné en rotation par un moyen d'entraînement non représenté. Sur le périmètre du plateau sont montés une pluralité de modules de maintien individuels 2 uniformément répartis et de façon alternée, la moitié des modules 2 étant orientés vers un côté du plateau tandis que l'autre moitié des modules sont orientés vers l'autre côté du plateau. Le plateau 1 est disposé horizontalement et animé d'un mouvement pas à pas à la manière d'un barillet. Chaque module individuel de maintien 2 est monté de façon amovible axialement dans un logement axial la du plateau ouvert radialement. Dans chaque module 2 est montée une électrode à téton 3. La figure 2 montre schématiquement une pince de soudage dont l'extrémité de chaque bras 4 est pourvue d'un tube-allonge 5 porteélectrodes. L'extrémité libre 6 de chaque tube-allonge 5 est réalisée sous forme tronconique. Les deux extrémités 6 de tube-allonge se trouvent en regard l'une de l'autre. Le bras supérieur 4 de la pince est dépourvu d'électrodes et est positionné en face de la base d'une électrode neuve 3 maintenue dans un module 2. Pour prendre l'électrode neuve 3, le bras supérieur 4 de la pince effectue un mouvement descendant de façon à ce que l'extrémité tronconique 6 du tube-allonge 5 soit emmanchée dans un évidement tronconique axial 7 à la base de l'électrode neuve 3. L'extraction de l'électrode 3 se fait alors par un mouvement horizontal de la pince radialement vers l'extérieur du barillet I. Comme on peut le voir plus clairement sur les figures 3 à 5, chaque module de maintien 2 présente axialement trois parties consécutives qui sont une partie de centrage 8, une partie de maintien 9 et une partie de détrompage 10. La partie de centrage 8 présente un évidement tronconique inversé 8a dont le fond vient tangenter sur le bord de l'évidement tronconique axial 7 de l'électrode neuve 3, de façon à permettre un guidage parfait de l'extrémité tronconique 6 du tube-allonge 5 dans l'évidement 7 en vue d'un emmanchement. La partie de maintien 9 présente la forme d'un clips élastique ouvert latéralement dans lequel peut être logé le corps cylindrique de l'électrode neuve 3. La partie de détrompage 10 présente un profil 10a adapté pour un type particulier d'électrode que ce soit une électrode centrée (figure 3) ou une électrode excentrée (figure 5), en vue de positionner angulairement l'électrode 3 dans le module 2. Le profil 10a de détrompage est suivi d'une fente radiale lOb pour permettre le guidage et l'orientation de l'électrode 3 pendant les phases d'introduction ou d'extraction suivant la flèche il (figures 3 et 5). Le téton 12 de l'électrode neuve 3 peut ainsi suivre la fente radiale lOb pendant la phase d'extraction. Etant donné que le diamètre extérieur du corps cylindrique de l'électrode 3 est plus grand que le plus petit diamètre du cône de guidage 8a, la partie de centrage 8 constitue ainsi une butée axiale pour la base de l'électrode 3. L'introduction et l'extraction de l'électrode 3 par rapport au module de maintien 2 se font radialement dans le clips de maintien 9 en laissant guider le téton 12 de l'électrode 3 par la fente lOb de la partie de détrompage 10. La partie de centrage 8 présente également une ouverture radiale 8b vers le périmètre dont la largeur correspond au plus petit diamètre du cône de guidage 8a de façon à permettre le mouvement d'extraction radial de l'électrode en laissant passer l'extrémité tronconique 6 du tube-allonge 5 du bras de pince 4 correspondant. Les figures 6 et 7 montrent un mode particulier de réalisation de l'invention. Le module 2 est sous forme sensiblement cylindrique et est monté dans un logement sensiblement cylindrique axial la du plateau 1. Le logement axial du plateau 1 comprend deux demialésages axiaux 13 diamètralement opposés et formant avec deux rainures axiales diamètralement opposées sur la face extérieure cylindrique du module 2 deux logements cylindriques pour des ressorts de compression 14. L'extrémité inférieure de chaque ressort 14 est butée contre un épaulement radial 15 du logement axial la du barillet I. L'extrémité supérieure de chaque ressort 14 est butée contre l'extrémité inférieure d'une nervure 16 de section semi-circulaire logée dans les rainures semi-circulaires 13 du logement axial la du barillet 1, la nervure 16 faisant partie du module 2. Le module 2 comporte sur sa paroi cylindrique à l'opposé de son ouverture radiale un trou de détection 17 à travers lequel un dispositif de détection optique non représenté, disposé à l'intérieur du barillet 1 détecte la présence ou non de d'une électrode dans le module 2. Au voisinage du trou 17, la paroi cylindrique du module 2 est pourvue d'une fente axiale 18 qui coopère avec une vis 19 montée radialement pour constituer un moyen de butée axial du module 2 en agissant contre les forces axiales exercées sur le module par les ressorts 14. La fente 18 et la vis 19 forment également un moyen de blocage angulaire du module 2 dans le logement axial du barillet 1. Les nervures 16 du module 2 coopèrent avec les rainures 13 du barillet 1 pour jouer également le rôle de guidage axial et de blocage angulaire du module 2 dans le logement axial la du barillet 1. Le barillet 1 est chargé en électrodes neuves à téton 3 par l'introduction radiale d'une électrode dans le module 2 via son ouverture latérale. L'électrode neuve est maintenue dans le clips élastique cylindrique 9 et présente son évidement conique axial 7 orienté face à la surface conique de guidage 8a. Le changement d'électrode pour la pince de soudage s'effectue de la façon suivante: on oriente d'abord l'extrémité libre 6 de l'allonge 5, débarrassée de l'électrode usée, d'un bras de pince 4 dans l'axe du module 2 face à la partie de guidage 8. Le bras 4 de la pince effectue un mouvement axial pour introduire l'extrémité libre 6 de l'allonge 5 dans l'évidement conique 7 de l'électrode neuve, la surface de guidage 8a combinée avec le mouvement d'amortissement axial du module 2 assuré par les ressorts 14 contribuent au centrage de l'extrémité 6 de l'allonge 5 pour rattraper notamment le défaut d'alignement et de précision du bras de pince 4. Le bras de pince 4 avec son extrémité libre 6 emmanché dans l'évidement axial 7 de l'électrode neuve effectue alors un mouvement radial pour extraire l'électrode neuve du module 2. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le barillet est disposé horizontalement avec la moitié des modules orientés vers le haut et l'autre moitié orientée vers le bas, lesdits modules d'orientation différente étant disposés circonférentiellement dans le barillet de façon alternée et régulière. Pour les modules orientés vers le bas, on peut supprimer les ressorts 14 de façon à ce que le positionnement du bras de pince inférieur pour l'extraction d'une électrode neuve soit effectué sans amortissement. I1 est également possible de changer le module 2 afin de l'adapter aux différents types d'électrodes utilisées. Pour ce fait, il suffit de démonter la vis radiale 19 et d'extraire le module 2 axialement du logement axial la du barillet 1 et de remettre à la place un autre module du type différent. En fonctionnement, le barillet 1 est entraîné en rotation pas à pas de façon à ce que chaque pas correspond à un écart angulaire identique à celui séparant deux modules consécutifs. Dans la pratique, il est envisageable de prévoir un support principal qui est animé d'un mouvement en translation sur un chariot pour adapter aux conditions de changement en électrodes neuves nécessitées par remplacement et l'encombrement du robot. La translation du support peut être pas à pas. I1 est également possible de combiner le mouvement de translation avec un mouvement de rotation du type barillet pour le support principal. REVENDICATIONS 1. Dispositif de maintien caractérisé par le fait qu'il comprend un support principal (1) et au moins un module (2) monté de façon amovible dans un logement axial du support principal et pouvant maintenir élastiquement une pièce mécanique (3), le module et le logement axial (la) étant ouverts latéralement pour permettre l'introduction et l'extraction latérales de la pièce par rapport au module. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le support principal est sous forme d'un plateau sur le périmètre duquel sont montés une pluralité de modules (2) amovibles axialement. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le plateau (1) est circulaire avec les modules (2) amovibles répartis circonférentiellement de façon régulière, l'introduction et l'extraction des pièces (3) par rapport aux modules s'effectuant radialement au plateau. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la moitié des modules (2) sont montés sur un côté du plateau et que l'autre moitié des modules sont montés sur l'autre côté du plateau, les modules d'orientation différente étant montés de façon alternée. 5. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le support principal (1) est animé d'un mouvement en translation et/ou en rotation. 6. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le plateau (1) est entraîné en rotation pas à pas. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque module (2) présente une partie de centrage (8) pour permettre l'accès axial d'un organe de prélèvement (6) à la pièce (3) maintenue dans le module, une partie de maintien élastique (9) de la pièce et une partie de détrompage (10) adaptées à un type de pièces détermine. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la partie de centrage est réalisée sous forme d'un cône inversé (8a), que la partie de maintien élastique est réalisée sous forme d'un clips ouvert latéralement, et que la partie de détrompage présente une forme (lOa) adaptée à un type de pièces donné suivie d'une fente latérale (lOb) pour guider la pièce lors de son extraction du module (2). 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que il comprend des moyens de blocage angulaire (13, 16, 18, 19) du module (2) dans le support principal (1). 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une partie des modules sont pourvus d'un moyen élastique d'amortissement axial (14) dans les logements axiaux (la) du support principal (1). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le moyen élastique d'amortissement axial est constitué par des ressorts de compression (14). 12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de butée axiale (15, 18, 19) du module par rapport au support principal. 13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les pièces mécaniques sont des électrodes de soudage du type à téton (3).