Brevet FR2715339A1 — publié le 19950728

La présente invention concerne un procédé et une machine d'assemblage de carrosserie de véhicule automobile. On rappellera brièvement que pour réaliser l'assemblage des pièces ou sous-ensembles d'une carrosserie automobile, il faut assurer essentiellement deux fonctions maintenir dans une géométrie déterminée et de manière reproductible l'ensemble des pièces de la carrosserie avant et pendant leur solidarisation mutuelle sachant que les pièces qui sont réalisées à partir de matériaux en feuille sont élastiquement déformables, et mettre en référence l'ensemble ainsi maintenu dans un repère qui est celui dans lequel évoluent les outils d'assemblage. La précision requise par la première fonction est beaucoup plus importante (de l'ordre de 10 à 20 fois) que celle nécessaire à l'exécution correcte de la seconde fonction. Il existe deux grandes familles de procédés pour assurer ces deux fonctions. Les procédés de l'une d'elles consistent à réaliser des sous-ensembles dans des cadres de maintien et de mettre en place chacun de ces cadres dans un poste d'assemblage général en le fixant à une structure fixe qui d'une part matérialise le repère de référence du poste et d'autre part constitue "l'armature" garante de la localisation précise des cadres les uns par rapport aux autres donc de la géométrie de la structure à assembler. Les procédés appartenant à la seconde famille consistent à réaliser les sous-ensembles de carrosserie (soubassement, côtés de caisse, ...) dans des lignes à postes dédiés puis à assembler ces sous-ensembles de manière sommaire sur un transporteur qui introduit cet assemblage dans un poste d'assemblage définitif où chacun des sousensembles est repris en charge par des outils de géométrie qui d'une part le "raidit" dans la configuration souhaitée et d'autre part constitue le moyen par lequel les sous-ensembles sont précisément localisés les uns par rapport aux autres. Cette localisation précise est réalisée soit par l'attelage de tous ces outils à un bâti de référence du poste comme dans le cas du document US-A-4.670.961, soit par l'attelage des éléments les uns avec les autres comme dans le document US-A4.946.089. Dans le premier cas les éléments de carrosserie sont en même temps placés dans le référentiel du poste. Dans le second cas, l'ensemble des outils est indexé dans le référentiel du poste avec des moyens spécifiques. Chaque famille de procédé présente ses avantages et ses inconvénients. L'utilisation de cadres ou palettes permet de faire passer plusieurs modèles de carrosserie dans un même poste d'assemblage avec le principal inconvénient d'avoir à transporter un poids mort important (beaucoup plus élevé que celui des éléments de carrosserie) le long de toutes les chaînes de fabrication, d'où les installations de manutention lourdes et onéreuses et des installations de mise en géométrie largement dimensionnées pour encaisser sans déformation les efforts statiques et dynamiques engendrés par les palettes. L'autre famille de procédés accepte difficilement le changement de modèle de véhicule notamment si la différence dans les modèles affecte le soubassement de caisse. La présente invention a pour but de réaliser un compromis avantageux entre ces deux familles de procédés pour conserver leurs avantages respectifs et réduire leurs inconvénients notamment en ce qui concerne les moyens de manutention des pièces et d'outils associés aux opérations d'assemblage. A cet effet l'invention concerne - dans un procédé d'assemblage général d'une carrosserie de véhicule comprenant un soubassement, deux côtés de caisse et des éléments de traverses, selon lequel on dispose au moins le soubassement et les côtés de caisse sur un moyen unique de manutention pour introduire l'ensemble dans un poste d'assemblage comportant des outils de mise en géométrie de la carrosserie et des outils d'assemblage, on effectue la mise en géométrie de la carrosserie d'abord en réalisant la prise en charge de la partie supérieure (brancards) des côtés de caisse par des outils de géométrie supérieurs et la prise en charge du soubassement et de la partie inférieure des côtés de caisse (bavolets) par des outils de géométrie inférieurs puis en réalisant avec précision la liaison des outils supérieurs et des outils inférieurs de géométrie et on effectue au moins une partie des opérations d'assemblage de la carrosserie ainsi maintenue en géométrie, - le fait d'utiliser comme moyen unique de manutention une palette dans laquelle est constitué et maintenu en géométrie le soubassement, d'assurer la mise en référence précise de cette palette par rapport à une structure de référence fixe du poste, de relier avec précision les outils de géométrie supérieurs à cette structure d'assurer la mise en géométrie des bavolets au moyens d'un outillage solidaire de la structure de référence. Le principal avantage de cet agencement résulte du déplacement d'une partie de l'outillage de géométrie inférieur du poste dans une palette de soubassement ce qui simplifie de manière importante le poste et libère l'espace inférieur d'outils centraux de prise en charge du soubassement. Il est alors possible d'installer dans ce poste plusieurs types de convoyeurs. Par ailleurs les outillages de géométrie coopérant avec les bavolets sont ceux qui, en général procèdent par simple appui, ce qui permet de les réaliser sous une forme simple, peu encombrante et donc d'en multiplier le nombre dans un espace réduit. Il sera alors possible d'admettre des modèles de véhicule de types différents en sélectionnant parmi les outillages ceux qui correspondent au modèle à traiter. Sachant que les outillages de géométrie supérieurs sont interchangeables comme l'enseigne le document US-A 4.946.089 l'invention permet d'augmenter fortement le nombre de modèles différents susceptibles d'être traités dans un poste. En effet, il fallait auparavant changer complètement l'outillage inférieur de géométrie ce qui demandait de disposer d'une installation de manutention très importante et d'un espace autour de chaque poste tel qu'il n'était pas sérieusement envisageable de prévoir plus de deux outils inférieurs interchangeables. Pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, l'outillage de mise en géométrie des bavolets comporte une pluralité de bras pivotants articulés sur une partie latérale de la structure de référence appartenant au poste, des moyens de manoeuvre de chacun de ces bras et des moyens de commande sélective de certains au moins de ces moyens de manoeuvre en fonction du modèle de soubassement présent dans le poste. Par ailleurs il sera avantageux de prévoir un outil inférieur de géométrie réglable en position le long de la partie latérale basse de la structure de référence. Ce sera notamment l'outil destiné à coopérer avec le pied avant du côté de caisse, et/ou celui situé dans la zone du passage de roue arrière. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après d'un mode de réalisation. Il sera fait référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique de côté d'un poste d'assemblage général dune carrosserie de véhicule automobile mettant en oeuvre le procédé de l'invention, - la figure 2 est une vue transversale de ce poste. Au moyen d'un convoyeur 1, qui peut être de tout type adéquat tel qu'un convoyeur à tube tournant à galets (cartrac), un convoyeur à table à rouleaux, un convoyeur à barres, un auto-moteur. ., une palette 2 est introduite dans un poste de mise en géométrie de l'ensemble de la carrosserie tel que représenté schématiquement aux figures. La palette 2 est un cadre dans lequel le soubassement 3 de la caisse du véhicule a été constitué et est maintenu en géométrie au moyen d'organes spécifiques 4, connus en eux-mêmes. En outre, sur cette palette sont simplement déposés et maintenus dans une position sensiblement verticale, des structures latérales de carrosserie appelées côtés de caisse 5 et 6. Dans le poste de mise en géométrie, la palette est dissociée du convoyeur et est soutenue et maintenue de manière précisément indexée selon les trois directions de l'espace par des moyens fixes appartenant à la structure du poste. A la figure 2, la référence 7 est relative à une partie de ces moyens fixes, ceux qui indexent l'altitude de la palette 2 dans le repère du poste. D'autres moyens non représentés fixent la position de cette palette dans les deux autres directions, c'est-àdire transversalement et longitudinalement. La structure fixe du poste à laquelle appartiennent ces moyens d'indexation précise de la palette, est schématiquement représentée aux figures par deux poutres latérales 8 et 9 s'étendant en partie inférieure du poste, terminées par des poteaux 10, 11, 12, les poteaux 11 et 12 étant situés aux extrémités longitudinales de la poutre 9 tandis que le poteau 10 et un autre poteau non visible sur les figures mais semblable au poteau 12 étant situé aux extrémités longitudinales de la poutre 8. De manière connue, le poste de mise en géométrie de la carrosserie possède des outils supérieurs 13, 14 destinés à coopérer avec la partie supérieure des côtés de caisse 5 et 6, partie supérieure que l'on appelle généralement les brancards. On rappellera brièvement que ces outils 13 et 14 sont en forme d'abattants, comme dans le document US-A4.946.089. Leur manutention est assurée par un dispositif supérieur possédant un mât central 15 mobile verticalement et auquel une extrémité de chacun des outils 13 et 14 est articulée et des moyens d'actionnement 16 et 17 de chacun des abattants autour de leur articulation sur le mât central 15, ces moyens permettant de soutenir chacun des abattants lors des mouvements verticaux du mât 15 pour accompagner ce mouvement. Lorsque les abattants 13 et 14 sont élevés par rapport à la structure de carrosserie, ils sont en position d'être dissociés des éléments de manutention 15, 16 et 17 pour être placés dans des magasins de stockage supérieurs, ces magasins contenant d'autres outils de mise en géométrie, également en forme d'abattant, correspondant à d'autres modèles de véhicules. En position active, ces outils 13 et 14 sont amenés par dessus la structure de carrosserie à maintenir en géométrie et viennent reposer sur les poteaux 10, 11, 12 où ils sont précisément mis en place et verrouillés tout en s'arc-boutant l'un sur l'autre dans leur partie supérieure 18 où ils sont également verrouillés entre eux. Dans cette position, ils sont complètement indépendants des organes de manutention 15, 16 et 17, la liaison des abattants 13 et 14 avec ces organes possédant le degré de liberté nécessaire à la réalisation de cette indépendance lorsque l'interverrouillage est réalisé. Dans le même temps, les outils de géométrie tels que 19 et 20 portés par ces abattants, prennent en charge et positionnent de manière précise dans l'espace les brancards des côtés de caisse 5 et 6. Cette prise en charge est telle que les côtés de caisse qui initialement reposaient sur des moyens solidaires de la palette 2, sont écartés de ces moyens qui en conséquence n'agissent d'aucune manière sur la position des côtés de caisse, donc la géométrie de la carrosserie. On notera également que les éléments supérieurs de traverse de la carrosserie peuvent être portés par des outils spéciaux solidaires des abattants 13 et 14, ce qui permet d'assurer leur mise en géométrie par rapport aux côtés de caisse lors de la prise en charge de ces côtés de caisse par l'outillage supérieur de géométrie 13, 14. On comprend qu'à ce stade il ne reste plus qu'à mettre en géométrie la partie inférieure des côtés de caisse ou bavolets 21. Cette mise en géométrie consiste principalement à appliquer ces bavolets contre des rebords prévus à cet effet du soubassement du véhicule en direction transversale et à mettre en référence le pied avant de ces côtés de caisse, et éventuellement le passage de roue arrière. Conformément à l'invention, le poste possède à cet effet une batterie d'outils inférieure de mise en géométrie 22, 23, 24, 25, 26, 27 et 28. Ce dernier outil 28 étant spécialement destiné à coopérer avec la partie du côté de caisse située immédiatement au voisinage du pied avant de celui-ci. Les outils 22 à 27 sont constitués d'un bras 29 dont une extrémité possède un outil de forme 30 pour coopérer avec le bavolet et dont l'autre extrémité est articulée en 31 sur la structure fixe du poste solidaire par exemple des poutres inférieures 8 et 9. Chacun de ces outils 22 à 27 est associé à un vérin 32 de son actionnement. Bien entendu l'autre poutre inférieure longitudinale 8 du poste est également équipée d'une même batterie d'outils de géométrie inférieure, même si celle-ci n'est pas représentée aux figures. Ainsi, selon le modèle du véhicule introduit dans le poste, on peut choisir ceux des outils 21 à 27 qui sont adaptés à la mise en géométrie du bavolet par rapport au soubassement, en sélectionnant ceux des vérins 32 qu'il faut alimenter. L'alimentation de ces vérins 32 provoque la rotation des bras 29 autour de l'axe 31 pour que l'outil de forme 30 vienne prendre en charge, centrer le bavolet et l'appliquer contre le rebord du soubassement qui lui correspond. Les autres outils sont maintenus en position inactive, comme représenté par le trait mixte 33 à la figure 2. Pour ce qui concerne l'outil 28, dont la fonction de géométrie est relative au pied avant des côtés de caisse, il est porté par un coulisseau 34 susceptible d'être déplacé et immobilisé de manière précise par rapport aux poutres 8 et 9 dans les deux sens de la direction A mentionnée à la figure 1 pour pouvoir passer d'un modèle à l'autre de véhicule, par exemple du modèle représenté en trait plein à la figure 1 au modèle représenté en traits pointillés sur cette même figure. Le coulisseau 34 est animé dans son coulissement par des moyens moteur 35. Un outil semblable à cet outil 28 qui possède ces deux degrés de liberté peut être disposé dans la zone de passage de roue arrière. On notera en outre que l'outil 28, comme l'outil de passage de roue, peut disposer de degrés de liberté supplémentaires si le coulisseau 34 est conçu comme un chariot mobile selon la direction A portant lui-même un coulisseau mobile dans le sens transversal à cette direction. Un degré de liberté peut également être prévu en sens vertical. On comprend de ce qui précède que l'utilisation combinée d'une palette portant en géométrie le soubassement et de moyens supérieurs de géométrie qui se dégagent vers le haut permet de simplifier notablement les moyens inférieurs de géométrie résidant dans le poste fixe. Il s'ensuit que ces moyens ne constituent plus un encombrement gênant de l'espace central inférieur du poste si bien que le constructeur peut mettre en place n'importe quel convoyeur à sa convenance. En outre, alors que dans les machines précédentes utilisant des outils de géométrie supérieure à abattants, il était complexe de changer l'outillage inférieur pour adapter le poste à recevoir des modèles différents, selon l'invention, cette adaptation est extrêmement simple puisqu'elle consiste simplement à procéder à une sélection de certains des moyens 22 à 28 à mettre en oeuvre parmi ceux qui sont en attente latéralement dans le poste. REVENDICATIONS 1. Procédé d'assemblage général d'une carrosserie de véhicule comprenant un soubassement (3), deux côtés de caisse (5, 6) et des éléments de traverse, selon lequel - on dispose au moins le soubassement (3) et les côtés de caisse sur un moyen unique de manutention pour introduire l'ensemble dans un poste d'assemblage comportant des outils de mise en géométrie de la carrosserie et des outils d'assemblage, - on effectue la mise en géométrie de la carrosserie en réalisant la prise en charge de la partie supérieure (brancards) des côtés de caisse (5, 6) par des outils (13, 14) supérieurs de géométrie, et la prise en charge du soubassement et de la partie inférieure (21) (bavolets) des côtés de caisse par des outils inférieurs de géométrie puis en reliant avec précision les outils supérieurs et les outils inférieurs de géométrie, - et on effectue au moins une partie des opérations d'assemblage de la carrosserie ainsi maintenue en géométrie, caractérisé en ce qu'on utilise comme moyen unique de manutention une palette (2) dans laquelle est constitué et maintenu en géométrie le soubassement (3), en ce qu'on assure la mise en référence précise de cette palette (2) par rapport à une structure (7, 8, 9, 10, 11, 12) de référence fixe du poste, en ce qu'on relie avec précision les outils supérieurs (13, 14) de géométrie à cette structure (7, 8, 9, 10, 11, 12), et en ce qu'on assure la mise en géométrie des bavolets (21) au moyen d'un outillage (29, 30) solidaire de la structure de référence (7, 8, 9, 10, 11, 12). 2. Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'outillage de mise en géométrie des bavolets (21) comporte une pluralité de bras (22, 23, 24, 25, 26, 27) pivotants articulés en (31) sur une partie latérale (8, 9) de la structure de référence appartenant au poste, des moyens de manoeuvre (32) de chacun de ces bras et des moyens de commande sélective de certains au moins de ces moyens de manoeuvre en fonction du modèle de soubassement présent dans le poste. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'outillage inférieur de mise en géométrie comporte au moins un outil (28) réglable en position le long de la partie latérale basse (8, 9) de la structure de référence.