Brevet FR2756506A1 — publié le 19980605

I POSTE DE TRAVAIL La présente invention concerne un poste de travail, utilisé notamment pour effectuer une ou plusieurs tâches répétitives déterminées par un opérateur lors de la fabrication d'un produit manufacturé à partir de plusieurs composants, comprenant au moins un châssis et une aire de travail. Jusqu'à ce jour, les postes de travail utilisés traditionnellement, par exemple dans les installations de travail à la chaîne, sont peu élaborés. Ils sont constitués généralement d'une table plane, montée sur un châssis et sur laquelle sont simplement entreposés les différents équipements nécessaires à l'opérateur pour effectuer ses tâches opératoires d'assemblage, d'usinage, de contrôle ou similaires. Avec un tel type de poste de travail, ropérateur peut, par exemple, perdre facilement ses outils, qui peuvent éventuellement glisser sous des constituants non encore assemblés du produit à fabriquer. Il perd ainsi beaucoup de temps à chercher les éléments qui lui manquent. D'autre part, l'opérateur doit généralement effectuer des tâches opératoires qui sont répétitives. Comme les différents éléments manipulés par ropérateur sont simplement disposés sur sa table de travail sans ordre précis, lopérateur va effectuer et répéter des gestes relatifs à l'exécution de ses tâches qui seront souvent dans un ordre incohérent et la plupart du temps inconfortables et inutiles. L'opérateur va donc se fatiguer rapidement et souffrira de douleurs musculaires liées à un mauvais positionnement et à la répétition de mauvaises attitudes. De plus, les postes de travail traditionnels ne possèdent pas de protection de ropérateur particulièrement adaptée contre les divers organes motorisés qu'il peut être - amené à utiliser. En conséquence, l'utilisation de postes de travail traditionnels représente une cause d'accidents et de rendement médiocre dans les installations de travail à la chaîne. La présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un poste de travail qui permet d'intégrer idéalement tous les éléments (constituants du produit à fabriquer, accessoires, outils, appareils...) nécessaires à lopérateur pour effectuer ses tâches opératoires répétitives de sorte que le travail est facilité et que le rendement, la sécurité et le confort de l'opérateur sont améliorés. Dans ce but, l'invention concerne un poste de travail du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce que ladite aire de travail est tridimensionnelle et comprend plusieurs zones de travail qui constituent respectivement des moyens intégrés permettant à ropérateur d'effectuer différentes tâches opératoires d'assemblage, d'usinage, de contrôle ou similaires, lesdites zones de travail présentant des volumes variables, et en ce que lesdites zones de travail sont agencées de manière optimisée pour réduire les distances à parcourir et donc le temps mis dans l'exécution desdites tâches opératoires. En particulier, lesdits volumes des zones de travail varient en fonction desdits moyens intégrés, des composants manipulés et du produit à fabriquer. De nombreuses variantes sont possibles en fonction du produit à fabriquer et des opérations à réaliser. Selon ces variantes, au moins une desdites zones de travail peut constituer: - un moyen de stockage de composants manipulés par l'opérateur pour fabriquer ledit produit, - un moyen d'amenée, de positionnement, de maintien ou d'évacuation de composants, un moyen d'évacuation de rebuts ou du produit manufacturé, - un moyen de support d'appareils, d'accessoires ou de dispositifs de commande d'appareils utilisés par l'opérateur pour effectuer ses tâches opératoires, - un moyen de support d'appareils de visualisation pour effectuer des contrôles au cours de la fabrication, - un moyen d'amélioration de la gestuelle de ropérateur quand il effectue ses tâches opératoires, - un moyen de rangement d'affaires personnelles de l'opérateur. De plus, la forme de ladite aire de travail tridimensionnelle est conçue pour protéger l'opérateur contre les organes motorisés et donc pour améliorer sa sécurité. En outre, lorsque certaines opérations peuvent être automatisées, le poste de travail selon la présente invention comprend une zone d'automatisme isolée de l'aire de travail, ce qui assure ainsi une parfaite sécurité. D'une manière particulièrement avantageuse, le châssis du poste de travail peut être agencé pour améliorer révolution des membres inférieurs de ropérateur de manière en renforcer son confort. La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante de trois exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 représente une vue en perspective d'une première réalisation du poste de travail selon 'invention, - la figure 2 est une vue en perspective d'une deuxième réalisation du poste de travail selon rinvention, et - la figure 3 est une vue de dessus d'une troisième réalisation du poste de travail selon l'invention. En référence à la figure 1, le poste de travail 1 selon l'invention comprend une aire de travail 2 et un châssis 3. Dans cette première réalisation, le poste de travail 1 est conçu uniquement pour la réalisation d'opérations manuelles lors de la fabrication d'un produit à partir de plusieurs composants. Ladite aire de travail 2 est tridimensionnelle et présente sensiblement la forme d'un polygone à cinq côtés non égaux. Elle comprend plusieurs zones de travail 5, 7, 8, 10, 11 qui constituent chacune des - moyens intégrés à l'aire de travail 2 pour permettre à ropérateur d'effectuer différentes tâches opératoires en fonction du produit à fabriquer. Les volumes ou les formes de ces zones de travail varient notamment en fonction des composants manipulés et du produit à fabriquer. Plus précisément, la zone de travail 5 constitue un moyen de stockage de composants. Elle présente une forme tridimensionnelle parallélépipédique apte à recevoir un bac 6 de forme correspondante pour le stockage de composants (non représentés) qui seront manipulés par ropérateur. Il est évident que la forme de la zone de travail 5 peut varier en fonction de nombreux paramètres, tels que la taille et la forme des composants, les besoins de remplissage ou de vidage, la fréquence de manipulation, le conditionnement ou le comportement gravitaire des composants. Quelques soient les paramètres, la forme de la zone 5 est conçue pour optimiser le stockage des composants. La zone de travail 7 constitue un moyen d'amenée de composants (non représentés). Sa forme peut varier notamment en fonction des fréquences de préhension, de la taille et de la forme des composants, des distances et des contraintes des déposes. Cette forme tridimensionnelle est étudiée pour que les composants soient amenés dans une position et une orientation idéales pour leur préhension par ropérateur. La zone de travail 8 constitue un moyen de positionnement d'un composant 4. Sa forme dépend notamment de la forme du composant. Dans le cas représenté, la zone 8 a la forme complémentaire du composant 4 à positionner. Elle présente de plus un rebord 9 qui va faciliter le positionnement du composant 4 dans ladite zone 8. La zone de travail 10 présente la forme d'une protubérance adjacente à la zone de positionnement 8 et constitue un moyen de maintien du composant 4. Il est bien évident que la forme de la zone de maintien 10 varie en fonction des contraintes appliquées sur le composant à maintenir, de la forme du composant, et de respace libre laissé pour l'évolution des doigts et membres supérieurs de l'opérateur. La zone de travail 11 constitue un moyen de préhension, de positionnement et de maintien d'outils ou accessoires (non représentés) nécessaires aux opérations à - réaliser. Dans cette réalisation, la zone de travail 11 présente une forme creuse sensiblement cylindrique qui peut être adaptée à recevoir des pinces, par exemple. Cette forme peut également varier en fonction de la forme des accessoires qui peuvent être un tournevis, un marteau, un tampon, etc. Les zones 8, 10 et 11 qui constituent des moyens de positionnement et/ou de maintien présentent différentes formes qui sont fonction du mode de maintien choisi. En effet, le maintien des composants ou autres accessoires peut être assuré de plusieurs manières, à savoir par exemple par forme négative (empreinte ou contre-forme), par gravité, par verrou manuel ou motorisé, par ventouse avec un raccordement au vide, par pince de serrage, par électro-aimant, par substances adhésives, etc. Le mode de maintien choisi dépend essentiellement de la forme, des dimensions et de la matière du composant à maintenir. Il varie aussi en fonction de la trajectoire d'approche du composant à maintenir, de rintégration des appareils et outillages présents sur le poste de travail, et de la minimisation des déplacements des composants. En fonction des composants, il peut être nécessaire de prévoir des moyens de positionnement et/ou de maintien à positions multiples. Ces dernières peuvent être obtenues avec des systèmes de transfert linéaires et/ou rotatifs, des systèmes d'indexage manuels ou motorisés avec éventuellement des capteurs pour la détection des positions. Les différentes zones de travail 5, 7, 8, 10, 11 sont agencées sur l'aire de travail 2 de rmanière optimisée pour réduire les distances à parcourir et le temps mis dans l'exécution des tâches opératoires. Par exemple, la zone 7 pour ramenée de composants est agencée en fonction des possibilités de la gestuelle humaine pour obtenir une trajectoire idéale, rapide et confortable vers les points de dépose. De même, la zone 8 pour le positionnement du composant 4 est agencée pour avoir une trajectoire idéale entre un point de préhension et la zone de maintien. La zone 11 pour les outils ou accessoires est agencée en fonction des fréquences de leur préhension et des possibilités de la gestuelle humaine. De même, raire de travail présente elle-même une forme appropriée avec des angles arrondis, sans zone perdue ou mal occupée. Elle est réalisée en une seule pièce - montée de manière fixe sur le châssis 3. il apparaîtra de manière évidente à l'homme du métier que raire de travail peut être réalisée en plusieurs pièces, qu'elle peut être démontable ou mobile en rotation autour d'articulations ou en translation sur des glissières. La surface de raire de travail est continue et ne présente aucune arête vive, ni décalage de niveau, ni trou. Les différentes zones de travail sont agencées pour prendre en compte chaque opération, chaque composant, chaque outil, chaque déplacement de manière à intégrer d'une manière optimale dans la forme de raire de travail 2 tout ce qui doit être utilisé sur le poste de travail 1. Ainsi, grâce à roptimisation de roccupation du volume accessible par les membres supérieurs de ropérateur et aux formes adaptées aux opérations à réaliser et aux produits à fabriquer, on obtient une meilleure productivité et un confort de travail accru. De plus, l'agencement optimal des différentes zones de travail permet de limiter les risques de troubles musculo-squelettiques, grâce au positionnement idéal de chaque préhension et de chaque dépose. D'une manière particulièrement avantageuse, le châssis 3 est lui aussi agencé pour améliorer révolution des membres inférieurs de ropérateur. Il comprend des pieds 24 de hauteur fixe, régulièrement répartis pour permettre aux jambes de l'opérateur de circuler librement sous le poste de travail. L'aire de travail 2 peut être réalisée en de nombreux matériaux, tels que des matières synthétiques, composites, de l'acier, de l'aluminium, du bois, du béton, etc. Le choix du matériau est fonction des contraintes qualitatives, techniques et économiques. Le matériau choisi impose sensiblement le procédé de fabrication utilisé, qui peut être le moulage, le thermoformage, rusinage ou tout autre procédé connu de lhomme du métier. Dans tous les cas, le procédé ne doit aucunement limiter la définition des formes. Une deuxième réalisation plus complexe est représentée sur la figure 2. Dans ce cas, le poste de travail 1' selon l'invention est conçu pour des opérations manuelles et automatisées. A cet effet, le poste de travail 1' comprend, outre raire de travail 2' et le châssis 3', une zone d'automatisme 12 disposée sur ledit châssis 3'. L'aire de travail 2' - présente une surface de forme sensiblement rectangulaire inclinée vers le bas et dont le côté le plus haut s'appuie sur ladite zone d'automatisme 12. Ainsi, grâce à cet agencement dans respace, les différentes zones de travail prévues sur raire de travail 2' se situent à des hauteurs différentes adaptées aux tâches opératoires à effectuer. L'aire de travail 2' comprend un certain nombre de zones de travail 5', 7', 10' et 11' qui assurent les mêmes fonctions que les zones 5, 7, 10 et 11 de la première variante. Elle comprend également des zones de travail qui constituent de nouveaux moyens en fonction des tâches à effectuer qui sont différentes de celles prévues pour la réalisation de la figure 1. La zone de travail 13 constitue un moyen d'évacuation de composants ou de rebuts (non représentés) qui se forment au cours du processus de fabrication. Elle peut servir également à évacuer le produit fini (non représenté) dans un contenant ou vers d'autres postes de travail. La forme de la zone 13 dépend du produit à évacuer et du mode d'évacuation qui peut se faire par gravité ou par dépose. La zone de travail 14 constitue un moyen de support du dispositif de commande 15 de appareil 16. Cet appareil est situé à portée de mains de ropérateur et en dehors de la zone d'automatisme. Il est standard ou spécifique de la tâche à effectuer. Il peut consister en une visseuse, une riveteuse, une perceuse, ou tout autre appareil connu en soi et utilisé pour apporter à l'opérateur des aides complémentaires. L'appareil 16 est activé par un bouton poussoir intégré au dispositif de commande 15. Il est bien évident que le bouton poussoir peut être remplacé pour tout autre dispositif de commande connu en soi, tel qu'une manette, un clavier, un commutateur, etc. La forme de la zone 14 est bien sûr adaptée au dispositif de commande choisi de manière à ce qu'il soit toujours facilement accessible par ropérateur sans déplacement autre que celui des membres supérieurs. D'autre part, le dispositif de commande 15 peut également actionner un organe automatisé placé dans la zone d'automatisme 12, un dispositif de sécurité ou la mise en marche ou en arrêt du poste de travail 1'. La zone de travail 17 constitue un moyen de support d'un appareil de visualisation 18, utilisé pour afficher les résultats de contrôles ou de mesures effectués par 'opérateur. La forme de la zone 17 est adaptée à l'appareil de visualisation 18 utilisé, qui peut être - un écran, un compteur, etc. La zone de travail 19 constitue un moyen d'amélioration de la gestuelle de ropérateur quand il effectue ses tâches. La forme de ladite zone 19 est prévue pour constituer un appuie-avant-bras, sur lequel l'opérateur pourra également se reposer pour diminuer sa fatigue. On peut prévoir également une forme en accoudoir, en guide-main ou d'une butée. La zone de travail 20 constitue un moyen de rangement des affaires personnelles (non représentées) de l'opérateur. Ce dernier pourra y placer divers objets, comme des clés, un gobelet, une cigarette, ses lunettes ou son casque. La forme de ladite zone 20 est bien sûr adaptée en fonction de l'objet ou des objets à ranger. L'aire de travail peut comprendre également d'autres zones 21 qui constituent des emplacements réservés dans le cas d'éventuelles évolutions du produit à manipuler ou pour standardiser l'aire de travail par rapport à différentes variantes de produits. Comme pour la réalisation de la figure 1, les zones prévues sur l'aire de travail 2' sont ordonnées de manière à réduire les mouvements de ropérateur pour améliorer son rendement et son confort. De plus, la forme inclinée de l'aire de travail 2' lui permet également de constituer un moyen de protection de ropérateur contre des organes motorisés 22 qui sont placés sous elle, hors de la zone d'automatisation 12. Le volume de laire de travail 2 est alors adapté aux dimensions de ces organes. La zone d'automatisme 12 est utilisée pour isoler des stations automatisées (non représentées) pour des opérations automatisées complémentaires à celles réalisées par ropérateur, telles que le sertissage, la soudure, le collage, le vissage, la dépose automatique, des traitements thermiques ou de surfaces, etc. La zone d'automatisme 12 est agencée pour être en parfaite relation avec l'opérateur. Elle est recouverte par un capot de protection 23 qui permet d'isoler les stations automatisées de la zone d'évolution de ropérateur et de protéger ce dernier lorsqu'il est installé à son poste. De plus, le capot 23 est agencé de manière à présenter un accès optimisé pour des - opérations de maintenance, d'entretien et de dépannage depuis l'arrière du poste. La zone d'automatisme 12 comprend également tous les éléments nécessaires au fonctionnement des stations automatisées, tels que des armoires de commande, des automates programmables, le câblage correspondant, etc. Quant au châssis 3', il constitue la structure porteuse de rensemble. Il comprend des pieds 24' et une plaque de base 25 sur laquelle sont fixés tous les constituants de la zone d'automatisme 12 et son capot de protection 23, ainsi que raire de travail 2'. Il peut présenter également une potence (non représentée) pour supporter divers outils, un dispositif d'éclairage d'ambiance ou des fiches d'instructions. Certains outillages, des accessoires complémentaires tels que des goulottes d'évacuation, ou du mobilier de rangement (non représentés), peuvent également être fixés au châssis 3'. En outre, il est agencé pour présenter une zone d'évolution des membres inférieurs de l'opérateur. Pour ce faire, les pieds 24' sont réglables en hauteur ils sont reliés par une traverse 26 sur laquelle est fixé un repose-pied 27 dans le cas o la posture de l'opérateur est du type assis ou assis-debout. Le poste de travail selon rinvention illustré par la figure 3 peut être intégré dans une chaîne de montage. L'aire de travail 2" présente sensiblement une forme incurvée et est disposée au-dessus d'un tapis transporteur 30 qui assure le transport régulier de composants à manipuler vers le poste de travail 1". L'aire de travail 2" assure donc en même temps une fonction-de protection de ropérateur contre le tapis transporteur 30. Les composants passent sous l'aire de travail 2" puis sont amenés dans une zone découpée 31 o ils sont accessibles pour être contrôlés par rappareil de contrôle 32. Il est bien sûr possible de prévoir un autre type d'appareil pour effectuer une autre tâche opératoire. Comme pour les autres réalisations, l'aire de travail 2" comprend des zones de travail assurant différentes fonctions pour permettre à un opérateur 50 d'effectuer les différentes tâches opératoires. Les zones de travail représentées ici ont les mêmes références que les zones de travail ayant la même fonction représentées sur les figures 1 et 2. Elles ne seront donc pas décrites à nouveau. La forme de chaque zone dépend bien entendu des composants à manipuler et des tâches opératoires. Leur agencement, conformément à la présente invention, est conçu pour réduire les mouvements et la - fatigue de opérateur et pour améliorer son rendement et son confort. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits mais s'étend à toute modification et variante évidente pour un homme du métier. Le poste de travail selon rinvention peut être réalisé en un nombre illimité de variantes en fonction de la combinaison des zones de travail, des types d'opérations à effectuer et des types de produits manufacturés. Revendications 1. Poste de travail (1, 1', 1"), utilisé notamment pour effectuer une ou plusieurs tâches répétitives déterminées par un opérateur lors de la fabrication d'un produit manufacturé à partir de plusieurs composants, comprenant au moins un châssis (3, 3', 3") et une aire de travail (2, 2', 2"), caractérisé en ce que ladite aire de travail (2, 2', 2") est tridimensionnelle et comprend plusieurs zones de travail qui constituent respectivement des moyens intégrés permettant à l'opérateur d'effectuer différentes tâches opératoires d'assemblage, d'usinage, de contrôle ou similaires, lesdites zones de travail présentant des volumes variables, et en ce que lesdites zones de travail sont agencées de manière optimisée pour réduire les distances à parcourir et donc le temps mis dans l'exécution desdites tâches opératoires. 2. Poste de travail selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits volumes des zones de travail varient en fonction des composants manipulés et du produit à fabriquer. 3. Poste de travail selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une desdites zones de travail (5, 5', 5") constitue un moyen de stockage de composants manipulés par l'opérateur pour fabriquer ledit produit. 4. Poste de travail selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une desdites zones de travail (7, 7', 7") constitue un moyen d'amenée de composants. 5. Poste de travail selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une desdites zones de travail (8) constitue un moyen de positionnement de composants. 6. Poste de travail selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une desdites zones de travail (10, 10') constitue un moyen de maintien de composants. - 7. Poste de travail selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une desdites zones de travail (13, 13') constitue un moyen d'évacuation de composants, de rebuts ou du produit manufacturé. 8. Poste de travail selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une desdites zones de travail (14) constitue un moyen de support d'appareils utilisés par ropérateur pour effectuer ses tâches opératoires. 9. Poste de travail selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une desdites zones de travail (11, 11') constitue un moyen de support d'accessoires utilisés par ropérateur pour effectuer ses tâches opératoires. 10. Poste de travail selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une desdites zones de travail (14, 14') constitue un moyen de support de dispositifs de commande (15, 15') d'appareils utilisés par l'opérateur pour effectuer ses tâches opératoires. 11. Poste de travail selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une desdites zones de travail (17, 17') constitue un moyen de support d'appareils de visualisation (18, 18') pour effectuer des contrôles au cours de la fabrication. 12. Poste de travail selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une desdites zones de travail (19, 19') constitue un moyen d'amélioration de la gestuelle de l'opérateur quand il effectue ses tâches opératoires. 13. Poste de travail selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une desdites zones de travail (20, 20') constitue un moyen de rangement d'affaires personnelles de l'opérateur. 14. Poste de travail selon la revendication 1, caractérisé en ce que la forme de ladite aire de travail tridimensionnelle (2, 2', 2") est conçue pour protéger ropérateur contre des organes motorisés (22). - 15. Poste de travail selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une zone d'automatisme (12) isolée de l'aire de travail.