Brevet FR2760391A1 — publié le 19980911

La présente invention concerne les dispositifs pour l'entretien des automates programmables, par exemple du type de ceux qui sont utilisés dans l'industrie automobile. Chez la plupart des constructeurs automobiles, les carrosseries ou les caisses de véhicules automobiles sont le plus souvent constituées de tôles d'acier embouties, qui sont généralement assemblées par soudure. On a, par ailleurs, développé des automates programmables, encore appelés robots, pour réduire ou éliminer les tâches pénibles ou répétitives sur les chaînes d'assemblage, telles que la soudure des tôles d'acier composant la carrosserie d'un véhicule automobile. De tels robots de soudage comportent de façon générale une pince de soudage, cette pince comportant deux bras portant chacun à son extrémité une électrode. Les bras de la pince sont mis en mouvement dans l'espace par des moteurs ou des vérins pneumatiques ou hydrauliques, de façon programmée pour que les électrodes viennent s'appliquer en des endroits précis des tôles à souder, et de part et d'autre de ces tôles. Une impulsion électrique, de tension et d'intensité également programmables, est alors appliquée aux bornes des électrodes pour effectuer la soudure par résistance et par points des tôles d'acier situées entre les électrodes. D'une manière générale, les électrodes utilisées sont du type à tétons centrés, excentrés ou déportés. Ces électrodes comportent un fût cylindrique, dont l'une des faces planes porte le téton de soudure, et dans lequel un évidement axial central tronconique est pratiqué, de telle sorte que la grande base de cet évidement soit située dans le plan de l'autre surface plane du fût cylindrique. Chaque bras de la pince de soudage est généralement muni à son extrémité d'un tube allonge faisant fonction de porte-électrode, et dont l'extrémité est elle-même de forme tronconique complémentaire de celle de l'évidement axial de l'électrode. L'assemblage entre le tube allonge et l'électrode est obtenu par l'introduction axiale du tube allonge dans l'évidement axial central du fût cylindrique de l'électrode à téton. Après une certaine durée d'utilisation, ou encore après un certain nombre de soudures par point effectuées à l'aide d'un robot de soudage, il s'avère nécessaire de remplacer les électrodes usagées par des électrodes neuves. Il faut alors déplacer les bras de soudage dans deux positions successives d'extraction où les électrodes sont successivement extraites de leurs supports, puis déplacer les bras de soudage dans une position de rechargement pour l'installation d'électrodes neuves, et remettre les bras de soudage dans leur position de soudage. Ce procédé, outre le fait qu'il nécessite des temps d'arrêt d'une durée non négligeable de la chaine d'assemblage pour l'entretien du robot de soudage, apparaît comme particulièrement complexe à programmer et à mettre à jour. On a déjà proposé, par exemple dans le document EP-A-O 667 206, un appareil de remplacement automatique d'électrodes de soudure. Dans cet appareil, un poste extracteur double et un poste d'alimentation en électrodes sont prévus pour remplacer automatiquement les électrodes des bras opposés d'une machine de soudage par résistance. Le système de remplacement automatique est programmé pour remplacer successivement les électrodes lorsque le robot de soudage est à l'arrêt, par exemple pendant le mouvement des carrosseries d'automobiles sur leur convoyeur. L'extracteur double a une première position pour extraire l'électrode supérieure et une deuxième position pour extraire l'électrode inférieure. Les deux positions sont parallèles et comportent une pluralité de doigts de serrage actionnés chacune par une came, doigts qui impriment simultanément des mouvements de rotation et de translation aux électrodes pour les extraire des bras, après quoi les doigts de serrage relâchent les électrodes usagées. L'opération s'effectue en deux temps : une première électrode est d'abord traitée, la deuxième après. Cet appareil connu présente comme inconvénients qu'il y a une perte de temps non négligeable dans le fait que les deux électrodes sont traitées successivement et qu'un mouvement de la pince est requis entre chaque étape. La présente invention se place dans ce contexte et a pour objet de proposer un dispositif pour l'entretien d'automates programmables, qui permette d'extraire les électrodes usagées sans faire bouger les bras de la pince de soudage pour conserver les réglages géométriques initiaux, et qui soit de conception simple pour garantir sa fiabilité et son faible coût, et qui ne nécessite qu'un temps d'arrêt minimal du robot de soudage pour effectuer cette opération d'entretien. Dans ce but, la présente invention prévoit un dispositif pour l'entretien d'automates programmables qui comportent au moins une pince formée d'une paire de bras présentant chacun une extrémité formant porte-électrode au bout de laquelle est emboitée une électrode, le dispositif comportant deux modules d'extraction des électrodes et au moins un chargeur d'électrodes neuves. Selon l'invention, les deux modules d'extraction sont superposés et coaxiaux. Selon une caractéristique de l'invention, les deux modules d'extraction sont actionnés simultanément. Selon une autre caractéristique de l'invention, chacun des deux modules d'extraction comporte un disque comprenant une mâchoire centrale de préhension d'une électrode, un moyen moteur commandant la rotation du disque pour décoller l'électrode du porte-électrode qui est immobilisé en rotation et en translation, un mouvement de translation axiale du disque séparant du porte-électrode l'électrode qui est prisonnière de la mâchoire. Selon un aspect de l'invention, le mouvement de translation axiale d'un disque est opposé à celui de l'autre disque, les deux disques se rapprochant l'un de l'autre lors de l'extraction. D'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement de la description qui suit de deux exemples de réalisation donnés à titre illustratif, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - La Figure 1 est une vue éclatée et en perspective d'un premier mode de réalisation des modules d'extraction du dispositif selon l'invention ; et - La Figure 2 est une vue éclatée et en perspective d'un deuxième mode de réalisation des modules d'extraction du dispositif selon l'invention. En référence maintenant aux Figures, on n'a représenté que les modules d'extraction du dispositif selon l'invention. En effet, on pense que l'Homme du métier connait parfaitement bien les dispositifs pour l'entretien d'automates programmables qui comportent au moins une pince formée d'une paire de bras présentant chacun une extrémité formant porte-électrode au bout de laquelle est emboitée une électrode, et qu'il est, de ce fait, inutile de re-décrire en détail un tel dispositif. A noter cependant que les modules qui vont être décrits sont utilisables aussi bien dans les systèmes où c'est la pince qui est programmée pour venir vers le dispositif, que dans les systèmes où c'est le dispositif qui va à la pince. En effet, l'invention permet de réduire de façon drastique le poids des modules d'extraction et, de ce fait, ceux-ci peuvent être rendus mobiles très aisément. Comme l'homme du métier le sait parfaitement, le porteélectrode est généralement constitué par un tube allonge dont l'extrémité affecte une forme complémentaire à celle d'un évidement pratiqué dans l'électrode, de telle manière que l'électrode affecte la forme d'un téton emboité à force sur le tube allonge. Lorsque l'électrode est usagée, il est donc nécessaire de la changer. Pour ce faire, la première opération consiste à l'ôter du porte-électrode, c'est à dire du tube allonge. Le dispositif selon l'invention permet donc d'effectuer cette opération sur les deux électrodes simultanément. En effet, les deux modules d'extraction sont coaxiaux et superposés. Ainsi, la pince n'a qu'un mouvement limité à effectuer, consistant à venir mettre les électrodes dans les deux modules d'extraction en regard l'un de l'autre. Les deux modules d'extraction sont essentiellement constitués par un bâti fixe 10 assurant le guidage de deux disques 12, 14 coaxiaux comprenant chacun une mâchoire centrale 16 de préhension d'une électrode. Cette mâchoire comprend, dans les exemples représentés, trois dents mobiles radialement 26. Les disques 12, 14 sont des pignons entrainés en rotation par un peigne 18 mu en translation dans un bâti annexe 20, par exemple par un moyen de vérin pneumatique ou hydraulique. Le bâti fixe 10 est fermé de part et d'autre par un couvercle 22, 24 pourvu chacun d'un orifice central dans lequel va être introduite l'électrode à extraire. Dans le mode de réalisation représenté sur la fg 1, le bâti fixe 10 inclut la came qui va actionner les mâchoires centrales 16 de chaque disque. Dans le mode de réalisation de la fg 2, c'est au contraire le couvercle 22, 24 qui inclut cette came. La position de cette came est donc totalement indifférente. Dès lors qu'au moins une des électrodes en forme de têton est introduite dans la mâchoire correspondante, le moyen de vérin (non représenté) est actionné pour mouvoir le peigne 18 et, donc, pour imprimer un mouvement de rotation aux deux disques 12, 14. La came précitée assure le serrage des mâchoires 16, et l'électrode à extraire est ainsi fermement aggripée. En poursuivant le mouvement de rotation des disques, il se produit un décollage par rotation de l'électrode par rapport au porte-électrode qui reste immobilisé en rotation et en translation. Après décollage, il faut imprimer un mouvement de translation axiale aux disques pour assurer l'enlèvement des électrodes. Les disques doivent alors se rapprocher l'un de l'autre pour cette opération. Dans le mode de réalisation représenté sur la fg 1, le mouvement de translation axiale est assuré par une pluralité de billes 28 disposées entre le disque et chacun des couvercles 22, 24. Une pluralité correspondante de chemins de roulement en relief 30 est pratiquée dans les couvercles 22, 24, de telle manière que les billes déplacent les disques 12, 14 l'un vers l'autre, arrachant ainsi chacune des électrodes de son porte-électrode. Par un mouvement inverse du peigne 18, les mâchoires sont relachées, et les électrodes tombent par simple gravité dans un réceptacle approprié disposé au-dessous des deux modules d'extractions superposés. Un moyen de ressort (non représenté) est prévu pour rappeler les deux disques dans leurs positions axiales initiales respectives. Dans le mode de réalisation représenté sur la fg 2, les billes 28 sont immobiles. Un ressort à lame circulaire 32, 34 est solidaire du disque associé 12, 14. Ce ressort affecte une forme telle que les billes impriment une force verticale à l'ensemble. Ce mode de réalisation est préféré puisqu'il limite le frottement entre les électrodes et les tubes allonge, et que ces derniers subissent ainsi une moindre usure à chaque changement d'électrode. Un ressort analogue 36, 38 constitue un moyen élastique de rappel des disques vers leurs positions respectives de repos après extraction des électrodes. Bien que l'on ait représenté et décrit ce que l'on considère actuellement être les modes de réalisation préférés de la présente invention, il est évident que l'Homme de l'Art pourra y apporter différents changements et modifications sans sortir du cadre de la présente invention tel que défini par les revendications jointes. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour l'entretien des automates programmables qui comportent au moins une pince formée d'une paire de bras présentant chacun une extrémité formant porte-électrode au bout de laquelle est emboitée une électrode, le dispositif comportant deux modules d'extraction des électrodes et au moins un chargeur d'électrodes neuves, caractérisé en ce que les dits modules d'extraction sont superposés et coaxiaux. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux modules d'extraction sont actionnés simultanément. 3 - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chacun des dits modules d'extraction comporte un disque (12, 14) comprenant une mâchoire centrale (16) de préhension d'une électrode, un moyen moteur commandant la rotation du dit disque (12, 14) pour décoller la dite électrode du dit porte-électrode qui est immobilisé en rotation et en translation, un mouvement de translation axiale du dit disque séparant du porte-électrode la dite électrode qui est prisonnière de la dite mâchoire. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dit mouvement de translation axiale d'un disque est opposé à celui de l'autre disque, les deux disques (12, 14) se rapprochant l'un de l'autre lors de l'extraction. 5 - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dit mouvement de translation axiale est déterminé par une pluralité de billes (28) disposées entre le dit disque (12, 14) et une paroi fixe (22, 24). 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les dites billes (28) circulent sur un chemin de roulement (30) pratiqué en relief sur chacun des disques. 7 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les dites billes (28) sont immobiles et agissent sur un ressort à lamelle circulaire (32, 34) solidaire du dit disque pour déterminer le dit mouvement de translation axiale du dit disque lors de la rotation de ce dernier. 8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'un moyen élastique (36, 38) rappelle les dits disques vers leur position de repos après extraction des dites électrodes.