Brevet FR2711123A1 — publié le 19950421

Dans les processus de travail, il est très habituel qu'il soit nécessaire de procéder au transport d'une pièce d'un point à un autre et, dans certains cas, de retourner la pièce en la changeant de position. Ce transport et ce retournement présentent de sérieuses difficultés lorsque les pièces sont de grande taille et ces opérations sont encore plus compliquées lorsque les pièces peuvent adopter différentes configurations puisqu'il est alors nécessaire d'adapter l'installation aux formes que les pièces & manipuler présentent dans chaque cas. D'un autre côté, l'utilisation de la fibre de carbone prend chaque jour plus d'importance pour la fabrication de différentes pièces dans divers secteurs industriels, comme c'est le cas pour l'industrie nautique de loisir, l'aéronautique, le secteur de l'automobile, etc. et on pense que, dans l'avenir, ces fibres, ainsi que celles obtenues à partir du silicium, constitueront un élément de base dans la fabrication industrielle. Dans l'utilisation de la fibre de carbone pour la fabrication de grandes pièces, il est nécessaire de tenir compte du fait que ces pièces, jusqu'à leur traitement définitif et le durcissement correspondant, ne présentent pas une consistance adéquate, puisqu'avant ce stade, la fibre de carbone et ce qu'on appelle les "composites" en général restent une matière molle difficile à manipuler difficile. Dans ces conditions, la manutention et le transport de ces grandes pièces, de l'une machine à l'autre de ces machines qui interviennent dans le processus de formation, est une opération* réellement extrêmement complexe, si l'on tient compte du fait que, comme on l'a dit plus haut, il est nécessaire de procéder au retournement de ces pièces, et que tout ceci doit se faire en maintenant les pièces sans y créer de déformations et sans qu'elles ne perdent les formes obtenues, ce qui oblige à présenter des solutions de support qui s'adaptent a ces formes et, par conséquent, à présenter des solutions de support spécifiques pour chaque configuration de pièce différente. La demanderesse de la présente invention est également demanderesse du brevet européen ne 91 310711. 6, dont l'objet est une installation de support de pièces qui s'adapte aux différentes formes et dimensions que peuvent présenter les pièces à manipuler. Pour cette raison, l'installation possède une multiplicité de points de support qui se déplacent dans l'espace d'une façon entièrement automatique pour parvenir & définir dans leur ensemble une surface de support théorique adaptée aux formes et dimensions spécifiques de la pièce qu'il s'agit de supporter. Sur la base de ce concept, l'invention a pour objet une installation pour le transport et le retournement de grandes pièces qui, comme on le verra dans la suite, permet d'assurer de façon automatique, précisé et simple, le transport et le retournement de grandes pièces d'une forme quelconque, y compris celles qui ne présentent pas une consistance rigide, avec en outre la particularité primordiale de pouvoir s'adapter aux formes quelconques que la pièce & manipuler peut présenter et d'assurer cette adaptation de façon entièrement automatique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexes, donnés uniquement à titre d'exemple et sur lesquels: La figure 1 correspond à une vue en perspective schématique d'un exemple possible de réalisation pratique de l'objet de la présente invention. Les figures 2 à 4 sont des vues analogues à la vue précédente mais montrant maintenant différentes phases du travail exécuté, en transportant et en retournant une grande pièce 8. Sur chacune de ces figures, on montre par une vue de profil, un détail de la disposition qu'occupent la plate-forme 2 et/ou la plate-forme 5. La figure 5 correspond a une vue détaillée de la coupe longitudinale de l'un des supports extensibles 3 représentés selon un exemple possible et non limitatif de réalisation pratique. La figure 6 est une vue en élévation des mécanismes auxquels la plate-forme 2 est suspendue selon une réalisation pratique possible. La figure 7 montre la vue de profil de la figure 6, en partie en coupe. La figure 8 est une vue analogue à la précédente, mais ne montrant que la, plate-forme 2 et ses mécanismes, avec un détail agrandi de la zone des cônes de verrouillage de la plate-forme 2. L'objet de la présente invention est un transporteur- culbuteur pour grandes pièces, planes, courbes, ou d'une forme quelconque, conçu principalement pour transporter et retourner de grands panneaux obtenus par la compression de rubans de fibres de carbone ou de fibres du type généralement appelé "composite". Dans la manipulation de ces grandes pièces de composite, il est nécessaire de tenir compte du fait qu'à la complexité inhérente à la grande taille de ces pièces, s'ajoute le fait que, selon les formes qu'on désire obtenir, la pièce de composite prend une configuration particulière et qu'il est donc nécessaire que l'installation destinée à son transport et & son retournement s'adapte à ces formes variables. En outre, tant que la pièce de composite n'a pas atteint son état de traitement définitif, la résine n'est pas convenablement durcie et, en conséquence, la pièce doit être supportée avec un moule qui reproduit fidèlement ses formes, si l'on veut éviter qu'elle ne les perde, et tout ceci sans engendrer de déformations permanentes dans la pièce de composite. L'objet de la présente invention se compose d'un équipage de transport ou de transfert 1.1 et d'un équipage de retournement 1.2. L'équipage de transport 1.1 est composé d'un pont roulant 6 a double corps, mobile selon les trois axes W, Y, Z, capable de couvrir toute la surface utile de l'aire o l'installation est placée. Au pont 6 est suspendue une plate-forme 2 dont les dimensions correspondent à celles des pièces à fabriquer. La plate-forme 2 comprend une multiplicité de supports verticaux 3 télescopiquement extensibles. En raison du grand nombre de supports verticaux extensibles 3 qui sont nécessaires, on a prévu que leur mouvement télescopique d'extension et de retrait s'effectue au moyen de solutions pneumatiques; de sorte que chaque support vertical 3 se comporte comme un vérin qui, une fois atteint la position correspondante, se bloque dans cette position. Il est évident que le principe de l'invention n'est aucunement altéré si les supports extensibles 3, si cela est possible, se déplacent au moyen d'un moteur pour chaque support, comme on l'a décrit dans le brevet européen 91.310711.6 de la même demanderesse. Chacun des supports extensibles 3 présente une ventouse 3.1 à son extrémité libre. Le comportement de ces supports extensibles 3 est le suivant: chaque support 3 se met en extension jusqu'à entrer en contact avec la pièce à transporter et, au moment;o le contact s'établit, le mouvement vertical s'arrête. De cette façon, la multiplicité de supports extensibles 3 "copie" la forme de la surface de la pièce à manipuler, d'une façon qui est indépendante des différentes formes que cette pièce peut présenter dans chaque cas. Lorsque la multiplicité de supports extensibles 3 a ainsi défini une surface théorique qui "copie" la configuration de surface de la pièce à manipuler, le vide entre en action; de sorte que, dans les ventouses 3.1, il s'établit une action de ventouse qui développe la force de succion nécessaire pour soulever la pièce de la plate-forme 2. Sur la figure 2, on voit que, dans un exemple d'application possible, la plate-forme 2 de l'équipage de transport 1.1 est placée sur une table 7 au-dessus de laquelle est disposée une grande pièce 8 reposant sur une conformation d'appui qui l'aide à conserver sa forme. A ce moment, les supports extensibles 3 correspondant s'abaissent jusqu'à rencontrer la pièce 8 et s'arrêtent à cet instant. De cette façon, les supports extensibles 3 ont "copié" la forme de la pièce 8. Ensuite, on fait le vide dans les ventouses 3.1 et, lors de la remontée de la plate-forme 2, la pièce 8 monte avec elle. Une fois que la pièce 8 est suspendue à la plate-forme 2, le pont 6 se met en mouvement pour la transporter en un lieu quelconque de la surface utile de l'enceinte, de sorte qu'il est ainsi possible de reprendre et de décharger des pièces 8 en un point quelconque de ladite surface utile, en les transportant par exemple, d'une machine à une autre. D'un autre côté, l'équipage de retournement 1.2 est formé d'une plateforme 5 analogue & la plate-forme 2 et est aussi muni de supports extensibles 3. Ici, la plate-forme 5 de l'équipage de retournement est disposée dans une structure de support 4 fixée au sol mais qui permet à la plate-forme 5 de se déplacer en hauteur et de tourner sur elle-même, au moins de 180', bien que sa rotation puisse s'effectuer sur de plus grands arcs, y compris des tours complets. De cette façon, et en se servant d'une table 9 qui peut se déplacer sur des chariots 10, le processus de retournement de la pièce 8 s'effectue de la façon suivante. En premier Iieu, la plate-forme 2 de l'équipage de transport 1.1, transportée par le pont 6, se trouve au-dessus de la plate-forme 5 de l'équipage de retournement 1.2, en prenant la pièce 8 sur cette plateforme. A ce moment, les supports extensibles 3 correspondants s'élèvent sur la plate- forme 5 jusqu'à entrer en contact avec la pièce 8 sur la partie basse de cette dernière, comme on peut le voir sur la figure 3. Dans cette situation, on fait le vide dans les ventouses 3.1 des supports extensibles 3 de la plate-forme de retournement 5 et le vide est supprimé dans les ventouses 3.1 des supports extensibles 3 de la plate-forme 2, ces derniers remontant, de sorte que la plate-forme 2 peut maintenant se retirer. Lorsque la plate-forme 2 s'est retirée, la plate-forme s'élève sur ses supports 4 et tourne de 180; de sorte que, maintenant, la pièce 8 est située sous la plate-forme 5. Maintenant, la table mobile 9 se déplace sur ses chariots 10 jusqu'à ce qu'elle soit située sous la plate-forme 5 pour que celle-ci puisse poser la pièce 8 sur elle, comme on peut le voir sur la figure 4. De cette façon, on a obtenu le retournement de la pièce 8 et, par conséquent, l'installation selon l'invention permet ainsi le déplacement et le retournement de grandes pièces. Selon une variante possible de réalisation pratique, la plate-forme de retournement 5 forme une unité conjointement avec la plate-forme de transport 2, en se déplaçant avec celle-ci, dans un montage dans lequel la plate-forme de retournement 5 peut se trouver face à la plate- forme de transport 2 pour exécuter la phase de travail en commun; ou en être séparée pour le cas o l'on doit pouvoir actionner chacune indépendamment de l'autre. Sur la figure 5, on montre une réalisation pratique possible des supports extensibles 3. Comme on peut s'en rendre compte, le support 3 est un cylindre dont le piston 3.9 porte solidairement une tige tubulaire 3.8 à l'extrémité supérieure duquel la ventouse 3.1 est montée comme indiqué sur le dessin. La ventouse 3.1 est disposée sur une rotule 3.2 et elle est retenue par la traction élastique qu'un cordon de matière élastique 3.3 exerce sur elle. Ce cordon élastique permet au support extensible 3 de s'orienter vers le bas sans que la ventouse 3.1 ne tombe. I Le piston 3.9 descend sous l'effet de l'entrée de fluide sous pression par le conduit 3.6, tandis que l'entrée de fluide par le conduit 3.7 détermine la montée du piston 3.9 et, avec lui, celle de la ventouse 3.1. Le vide a l'intérieur de la ventouse 3.1 est obtenu à travers un tube central 3.13 qui passe à l'intérieur de la tige tubulaire 3.8. A ce tube 3.13 est reliée une entrée de vide 3.10 munie d'un obturateur qui reste normalement ouvert mais qui se ferme lorsque le piston 3.9 parvient & sa position de butée inférieure, selon la représentation de la figure 5, en fermant ainsi l'entrée de vide. Pour cela, le piston 3.9 heurte un doigt 3.11 qui est poussé en sens inverse par un ressort, en fermant ainsi l'entrée de vide 3.10. D'un autre côté, il existe une autre entrée de fluide sous pression 3.12, de sorte que, lorsque de l'air sous pression entre par cette entrée, les composants d'une pince 3.5 se déplacent & l'encontre d'un ressort 3.4 en libérant ainsi la tige tubulaire centrale 3.8 et, avec elle, la ventouse 3.1 qui peut se déplacer en hauteur. Lorsque l'entrée d'air sous pression cesse, la pince 3.5 reprend sa position initiale sous l'action du ressort 3.4, en laissant la tige tubulaire centrale 3.8 et, avec elle, la ventouse 3. 1 bloquées. Du fait de la multiplicité de supports extensibles 3.3 qui existent, on a conçu une solution qui permet de simplifier dans une large mesure leur montage et leur alimentation en air sous pression, ainsi que leur raccordements de vide. Pour cela, on utilise pour chaque rangée de supports extensibles 3 un même profilé d'aluminium 11 convenablement fixé à la structure générale. Ce profilé d'aluminium 11 présente quatre orifices longitudinaux 11. 1, 11.2, 11.3 et 11.4 qui y sont formés et qui constituent des conduits ou voies. L'entrée de retrait 3.6 est reliée au conduit 11.1 au moyen d'un perçage de raccordement et des joints correspondants. De même, l'entrée 3.12 de déblocage de la pince 3.5 est raccordée de la même façon au conduit 11.4. L'entrée d'avance 3.7 est raccordée au conduit 11.2 par des moyens analogues, et l'entrée de vide 3.9 est raccordée au conduit 11.3 de la même façon. Le conduit de vide 3.11, celui de déblocage 11.4 et celui de retrait 11. 1 sont commandés par des électrovannes communes à des nombreux supports extensibles 3. D'un autre côté, l'entrée d'avance 3.7 de chaque support 3 est commandée par une électrovanne individuelle. Le fonctionnement général est le suivant: on actionne une électrovanne générale en permettant l'entrée d'air sous pression dans le conduit 11.4, ce qui établit le déblocage de la tige tubulaire centrale 3.8 du support 3. Les supports 3 qui vont avoir & travailler, en fonction des dimensions et des formes de la pièce 8 qu'il s'agit de transférer et/ou de retourner, sont sélectionnés à travers le "logiciel" correspondant. Les supports 3 qui vont travailler ouvrent leurs électrovannes individuelles qui laissent libre l'entrée d'air sous pression 3.7, de manière que la tige tubulaire centrale 3.8 commence à avancer jusqu'à ce que sa ventouse 3.1 rencontre la pièce 8, en s'arrêtant à ce moment. Etant donné qu'au début de l'avance de la tige 3.8, l'entrée de vide 3. 10 est laissée libre, ladite ventouse 3.1 se fixe à la pièce 8 sous l'effet du vide en parvenant contre cette pièce 8. Au moment o tous les supports 3 qui doivent travailler sont parvenus jusqu'à la pièce 8 et la maintiennent saisie par le vide de leurs ventouses 3.1, on coupe la pression dans le conduit 11.4 et on bloque la pince 3.5, en bloquant ainsi la tige tubulaire 3.8 dans la position qu'elle a atteinte. Avec cet agencement, on peut procéder à la manipulation de la pièce 8 et, lorsque celle-ci a été transférée et/ou retournée, on ferme le vide pour que les ventouses 3.1 laissent la pièce 8 libre, on envoie l'air sous pression par 11.4, en libérant la pince 3.5 et on envoie l'air sous pression par 11.1 en rétractant la tige tubulaire centrale 3.8 à sa position initiale. Les supports 3 qui n'ont pas été sélectionnés restent comme ils étaient. D'un autre côté, il est à remarquer que cette installation a été conçue pour le transport et le retournement de grandes pièces, comme c'est le cas pour des parties de la structure du fuselage des aéronefs, de leurs ailes, etc., et, pour cela, le pont 6 à double corps possède de grandes dimensions. Ceci suppose que, lorsqu'elle est installée dans l'enceinte correspondante, il peut se manifester des différences de température ou de niveau entre une extrémité et l'autre de ladite enceinte, ce qui se traduirait par des excentrements de la plate-forme 2. Pour éviter cet inconvénient et obtenir à tout moment un parfait centrage de la plate-forme 2 au point o elle doit prendre et laisser les pièces 8, on a prévu la solution suivante. La plate-forme 2 est suspendue au pont à double corps 6 dans un agencement qui maintient la plate-forme 2 rigide à certains moments et, à d'autres, la laissent flottante, c'est-à-dire qu'elle a la liberté de décrire certains mouvements. De cette façon, lorsque la plate-forme 2 se déplace le long de l'enceinte, elle le fait dans la position rigide mais, lorsqu'elle atteint un point o elle doit prendre ou laisser une pièce 8, elle passe à la situation flottante, jusqu'à ce que son parfait centrage soit assuré. Selon une réalisation pratique qui est représentée sur les figures 6, 7 et 8, il est prévu un pont roulant 6 & double corps auquel la plate- forme 2 est suspendue. Au moyen de ce pont 6, la plate-forme 2 peut se déplacer selon les axes X, Y et Z pour atteindre ainsi n'importe quel point de l'installation. En outre, la montée et la descente de cette plate-forme s'effectuent à l'aide de vis 12 et des écrous correspondants, pour le rapprochement final du point o l'on doit prendre et laisser la pièce 8 correspondante. Aux extrémités de la plate-forme 2, se trouvent des paires de vérins 13 à la tige desquels est accouplée une barre 14 qui se prolonge jusqu'à former, à son extrémité inférieure, l'un des points d'accrochage articulé 15 de la plate-forme 2. Comme on peut le voir sur le détail de la figure 8, le châssis général de la plate-forme 2 comporte des bagues à conicité extérieure 16 tandis que, dans l'organe de raccordement de l'extrémité inférieure des barres 14, sont agencées d'autres bagues complémentaires 17 à conicité intérieure. La barre correspondante 14 passe à l'intérieur de chaque paire de bagues 16 et 17. Avec cet agencement, lorsque les vérins 13 mettent leur tige en extension, les barres 14 se déplacent dans le sens longitudinal descendant, et chaque paire de bagues coniques 16 et 17 se désaccouple. Dans cette situation, la plate-forme 2 reste flottante et est susceptible de décrire des mouvements de rapprochement pour son centrage, ce qui est permis par les points d'accrochage articulé 15. Au contraire, lorsque les vérins 13 rétractent leur tige, les barres 14 s'élèvent, les paires de bagues coniques 16 et 17 s'accouplant, ce qui laisse la plate-forme 2 dans une disposition rigide. Avec cette solution, on obtient que les déplacements de la plate-forme 2 le long de l'enceinte, en transportant les pièces 8, s'effectuent dans sa disposition rigide mais qu'à l'arrivée à un point o elle doit prendre ou laisser une pièce 8, la plate-forme 2 passe à un moment donné à la disposition flottante, pour coopérer avec des moyens de centrage qui garantissent la totale précision de la position de la plate- forme 2 indépendamment des éventuels changements de niveau, de température ou de conditions analogues entre un point et un autre de l'enceinte d'installation. Les moyens de centrage peuvent être formés par des tiges fixées verticalement au sol de l'enceinte et dont la position peut être ainsi réglée avec une absolue précision, et par des logements de réception de ces tiges, qui sont définis dans l'armature générale de la plate-forme 2. De cette façon, lorsque la plate-forme 2 parvient & un point de chargement ou de déchargement des pièces 8 et qu'elle passe à la position flottante, elle peut se déplacer dans cette position flottante jusqu'à ce que les logements précités de son armature générale coincident avec les tiges verticales fixées au sol, puis introduire ces tiges dans ces logements, en assurant ainsi le parfait centrage de la plate-forme 2 dans ladite position. R E V E N D I C A T I 0 N S REVENDICATIONS 1. Transporteur-culbuteur pour grandes pièces caractéri- sé en ce qu'il est composé d'un équipage de transport (1.1) et d'un équipage de retournement (1.2), en ce que l'équipage de transport (1.1) est constitué par une plate-forme (2) qui est munie d'une multiplicité de supports extensibles (3) et est supportée par un pont roulant à double corps (6) mobile selon les axes X, Y et Z, tandis que l'équipage de retourne- ment (1.2) est composé d'une plate-forme (5), elle aussi munie d'une multiplicité de supports extensibles (3) et montée sur une structure de support (4) qui permet de la déplacer sélectivement en hauteur et de la faire tourner autour de son axe longitudinal sur un arc d'au moins 180'. 2. Transporteur-culbuteur pour grandes pièces selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les supports extensibles (3) sont de préférence constitués par des vérins pneumatiques qui portent une ventouse (3.1) a leur extrémité libre, en ce que chaque support extensible (3) se déplace jusqu'à entrer en contact avec la pièce correspondante (8) à manipuler, et se bloque dans cette position à ce moment, en formant ainsi à l'aide de tous les supports (3), une copie de la surface de la pièce (8) correspondante, laquelle est saisie par le vide des ventouses (3.1). 3. Transporteur-culbuteur pour grandes pièces selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans une réalisation préférée, le mouvement de rotation de 180' de la plate-forme (5) est obtenu par son montage dans une structure (4) fixée au sol; cette structure (4) permettant, outre la rotation de la plate-forme (5), le déplacement sélectif de la plate- forme (5) en montée et en descente. 4. Transporteur-culbuteur pour grandes pièces selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plate-forme (2) se déplace verticalement en travers de son mouvement propre selon l'axe Y du pont (6) et son rapprochement final au point o elle doit prendre ou laisser la pièce (8) correspondante s'effectue à l'aide de vis (12) et d'écrous correspondants, parce que la plate-forme (2) est suspendue au pont (6) par l'intermédiaire d'un système qui permet à la plate-forme (2) d'avoir un jeu de flottement lorsqu'elle atteint le point o elle doit prendre ou laisser la pièce (8) afin que ledit jeu de flottement permette à la plate-forme (2) de rencontrer des moyens de centrage fixes, en garantissant ainsi le centrage précis de ladite plate-forme (2). 5. Transporteur-culbuteur pour grandes pièces selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que la plate-forme (2) est suspendue à des barres (14) qui sont accouplées par une extrémité à la tige de vérins (13) respectifs tandis que, par l'autre, elles s'accouplent à la plate-forme (2) à l'aide de points d'accrochage articulé (15), chacune de ces barres (14) passant à l'intérieur d'un jeu de bagues coniques (16 et 17) de sorte que l'actionnement des vérins (13) détermine le déplacement longitudinal des barres (14) dans l'un ou l'autre sens, pour bloquer les jeux de bagues coniques (16 et 17) dans un cas, ce qui correspond à la disposition rigide de la plate-forme (2), et pour libérer les jeux de bagues coniques (16 et 17) dans l'autre cas, en laissant la plate-forme (2) dans la disposition flottante. 6. Transporteur-culbuteur pour grandes pièces selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque rangée de supports (3) est montée dans un profilé d'aluminium (11) commun à tous ces supports; des conduits (11.1, 11.2, 11.3 et 11.4) prévus pour l'air sous pression et pour le vide étant formés dans ce profilé. 7. Transporteur-culbuteur pour grandes pièces selon les revendications 1, 2 et 6, caractérisé en ce que les conduits (11.1, 11.2 et 11.4) forment des voies pour l'air sous pression de retrait des supports (3), d'avance et de déblocage respectivement, tandis que le conduit (11.3) est prévu pour la voie de vide; cependant qu'il est prévu que les voies de retrait, celles de déblocage et celles de vide sont commandées par des électrovannes communes & une multiplicité de supports (3), la voie d'avance étant seule commandée par une électro-vanne individuelle pour chaque support (3).