Brevet FR2773092A1 — publié le 19990702

Ligne organisée de postes d'assemblage pour sous-ensembles de carrosserie automobile. La présente invention concerne une ligne d'assemblage pour sous-ensembles de carrosserie automobile. La construction d'une carrosserie de véhicule automobile s'élabore par sous-ensembles formés de constituants assemblés en général par soudure, agrafage, collage .. dans des unités de production bien définies qui convergent vers une ligne d'assemblage général où ces sousensembles sont réunis entre eux pour former la totalité de la carrosserie d'un véhicule. Avec la technique actuelle, chaque unité de production est entièrement dédiée à un seul type de sous-ensemble et chaque modèle, voire chaque variante d'un même modèle, demande la mise en place d'une unité spécifique. Dans une telle unité de production, on distingue habituellement deux grandes familles de postes d'assemblage : les postes dits de géométrie et les postes de finition. Les postes de géométrie ont pour fonction la mise en place précise de plusieurs constituants du sous-ensemble, les uns par rapport aux autres et par rapport à un outillage d'assemblage (pince ou robot de soudure, tête de collage ou d'agrafage ...). Il existe donc, à l'endroit de ces postes, des outillages de mise en géométrie qui sont réalisés de manière soignée de sorte que leur position relative soit précisément maîtrisée dans un système de référence déterminé. La précision nécessaire est en général incompatible avec celle des organes de manutention qui servent et desservent un tel poste si bien que les constituants sont à cet endroit de leur traitement dessaisis par les organes de manutention et pris en charge par les organes de géométrie. Le traitement réalisé (assemblage), le sousensemble partiel, enrichi des composants nouveaux qui lui ont été ajoutés, est repris en charge par un outil de manutention qui est chargé de le conduire au poste de géométrie suivant ou à un poste de finition intermédiaire. Un poste de finition se distingue d'un poste de géométrie par le fait que la pièce y subit un traitement qui n'implique pas la précision d'une géométrie d'assemblage. I1 peut s'agir par exemple de réaliser des points de soudure supplémentaires entre les composants déjà assemblés précisément. En général, la pièce reste saisie par l'organe de manutention lors de cette opération de finition, un simple taquage étant nécessaire pour la placer avec une précision suffisante dans le référentiel de la pince à souder. Les moyens de manutention utilisés encore aujourd'hui dans ces unités de production sont rigides et linéaires, c'est-à-dire qu'ils desservent les différents postes en série selon un trajet matérialisé pratiquement non susceptible de modifications. Or, il est actuellement recherché une optimisation dans l'utilisation de telles unités qui passe par leur capacité à pouvoir accueillir des sous-ensembles différents. On comprend en effet que lorsque la cadence de production d'un véhicule décline, une unité de capacité donnée n'est plus utilisée de manière optimale. Si elle était apte à pouvoir traiter en même temps le flux du modèle décroissant et le flux de modèle, par exemple de remplacement qui lui, par hypothèse, est croissant, il serait possible de préserver une occupation de l'unité au voisinage de sa capacité nominale de production, donc de préserver la rentabilité de la fabrication. Les solutions existantes pour tenter de répondre à ce problème ne sont pas satisfaisantes. La plupart d'entre elles résident dans l'interchangeabilité des outillages à postes fixes, notamment de mise en géométrie le long de la ligne de manutention des produits. Or, transformer dans une unité existante un poste à outillages fixes en un poste à outillages interchangeables perturbe de manière importante, pendant le temps de la transformation, du réglage et de la mise au point des outils, le flux principal, c'est-à-dire le flux du modèle auquel l'unité était dédiée par construction. En outre, la rigidité des lignes de manutention desservant en série les postes successifs d'une unité d'assemblage de sous-ensembles, impose des contraintes qui limitent fortement les possibilités de transformation de ce type d'unités de production dans le but de conserver leur capacité de production. On connaît également, par le document FR-A-2 712833 (Renault Automation), une ligne de poste d'assemblage dans lequel chaque poste de mise en géométrie ou de finition est disposé à un emplacement appartenant à un îlot d'emplacements répartis autour d'un organe central de manutention capable de les desservir de manière aléatoire. Chaque flux de sous-ensembles différents emprunte un trajet différent tout en circulant généralement dans le même sens que les autres flux au travers de l'unité de production de ces sous-ensembles. Toutefois, une telle organisation de flux susceptibles de se croiser est relativement complexe. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients en proposant une organisation de postes d'assemblage, de géométrie et de finition dans une unité de production de sous-ensembles de carrosserie automobile qui permette d'accueillir des flux de sousensembles de types différents et de les traiter en parallèle sans croisement des différents flux et sans perturbation de la production. La ligne organisée de postes de travail pour sous-ensembles de carrosserie automobile, selon l'invention, comprend pour un sousensemble déterminé, une succession d'emplacements de mise en géométrie et d'assemblage des différents constituants desdits sousensembles, et d'emplacements de finition des sous-ensembles, et au moins un plateau tournant de manutention pour assurer le déplacement de chaque sous-ensemble d'un emplacement à l'autre. Au moins un robot est prévu pour effectuer une opération sur au moins deux emplacements adjacents du même plateau de manutention de façon qu'au moins deux sousensembles soient traités successivement par un robot donné sans déplacement du plateau de manutention. On peut ainsi fabriquer parallèlement deux sous-ensembles appartenant à deux modèles de véhicule différents en adaptant le débit de chaque type de sous-ensemble aux besoins instantanés. Deux sousensembles d'un même type peuvent être disposés en parallèle sur les deux emplacements du plateau de manutention, ce qui permet une grande souplesse de production entre ces deux types. Dans un mode de réalisation de l'invention, deux robots sont prévus pour effectuer un travail sur lesdits deux emplacements adjacents du même plateau de manutention. Avantageusement, au moins un robot est capable de se déplacer pour effectuer une opération sur un sous-ensemble supplémentaire disposé sur un emplacement d'un plateau de manutention supplémentaire. Ce robot peut être prévu pour effectuer une opération sur au moins deux emplacements supplémentaires adjacents du même plateau de manutention supplémentaire de façon qu'au moins deux sous-ensembles soient traités successivement par ledit robot sans déplacement du plateau tournant supplémentaire. Dans un mode de réalisation de l'invention, deux robots sont capables de se déplacer pour effectuer un travail sur deux sous-ensembles supplémentaires disposés sur des emplacements de deux plateaux de manutention supplémentaires. Les robots peuvent se déplacer par rotation. Dans un mode de réalisation de l'invention, la ligne comprend quatre plateaux de manutention disposés sensiblement en carré. Au moins un robot peut être disposé entre chaque paire de plateaux de manutention adjacents et est affecté à au moins un emplacement de chacun desdits deux plateaux de manutention adjacents. On dispose alors de quatre lignes de production fonctionnant de façon parallèle capables de produire jusqu'à quatre types de sous-ensembles différents tout en conservant la possibilité de ne produire qu'un nombre plus réduit de types de sousensembles, ce qui confère à cette ligne de production une grande souplesse et une grande capacité d'adaptation aux commandes des clients. La présente invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés sur les dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue schématique de dessus d'une ligne prévue pour deux types de sous-ensembles différents; la figure 2 est une vue schématique de dessus d'une ligne prévue pour trois types de sous-ensembles différents; et la figure 3 est une vue schématique de dessus d'une ligne prévue pour quatre types de sous-ensembles différents. Comme on peut le voir sur la figure 1, la ligne est prévue pour la production de portes de deux véhicules de type différent. La ligne comprend deux îlots 1 et 2 affectés respectivement à la production des portes avant droite et avant gauche des véhicules. Les deux îlots 1 et 2 étant identiques, seul l'îlot 1 est décrit. L'îlot 1 comprend un plateau tournant de manutention 3 pourvu de plusieurs paires d'emplacements 4, 5 capables de recevoir une porte en cours de fabrication. Quatre postes sont affectés au plateau 3. Dans l'ordre de passage des portes de véhicule, le premier poste 6 est un poste de chargement dans lequel un opérateur charge les portes 7 et 8 sur les emplacements du plateau 3. Le second poste 9 peut être un poste de mise en géométrie et d'assemblage de différents constituants sur les portes 10 et 1 1 présentes aux emplacements 4 et 5. Le poste 9 comprend deux robots 12 et 13 capables d'intervenir sur les emplacements 4 et 5 de façon simultanée ou de façon séquentielle. Le troisième poste 14 peut être un poste de finition des portes 15 et 16 présentes aux emplacements 4 et 5 du plateau 3. Le poste 14 comprend un robot 17 capable d'effectuer cette opération de finition. Le quatrième poste 18 est un poste de déchargement dans lequel les portières 19 et 20 présentes aux emplacements 4 et 5 du plateau 3 sont évacuées des emplacements 4 et 5 au moyen d'un robot 21 et d'un tapis de convoyage 22. On voit donc que l'on peut prévoir de disposer un premier type de portes sur les emplacements 4 et un second type de portes sur les emplacements 5 du plateau 3, le déplacement des portes s'effectuant par rotation du plateau 3 autour d'un axe central. Sur la figure 2, la ligne de postes de travail de la figure 2 a été complétée en y ajoutant deux îlots supplémentaires 23 et 24 pourvus chacun d'un plateau de manutention 25 et 26 comportant un emplacement 27 et 28 pour un type de porte. Les îlots 23 et 24 sont identiques et comprennent chacun un poste de chargement 29, un poste 30, par exemple de mise en géométrie et d'assemblage, un poste 31, par exemple de finition, et un poste de déchargement non représenté. Les îlots 1, 2, 23 et 24 sont disposés en carré, les îlots 1 et 2 formant une diagonale du carré et les îlots 23 et 24 formant l'autre diagonale. Les îlots 1,2, 23 et 24 sont disposés de façon que le poste 31 de l'îlot 23 soit en regard du poste 14 de l'îlot 1, que le poste 30 de l'îlot 23 soit en regard du poste 9 de l'îlot 2, que le poste 30 de l'îlot 24 soit en regard du poste 9 de l'îlot 1, et que le poste 31 de l'îlot 24 soit en regard du poste 14 de l'îlot 2. Ainsi, le robot 17 de l'îlot 1 se trouve disposé entre le poste 14 de l'îlot 1 et le poste 31 de l'îlot 24. Les robots 12 et 13 du poste 9 de l'îlot 2 sont également disposés à proximité du poste 30 de l'îlot 24. Le robot 17 du poste 14 de l'îlot 2 se trouve à proximité du poste 31 de l'îlot 23. Les robots 12 et 13 du poste 9 de l'îlot 1 sont à proximité du poste 30 de l'îlot 23. Chacun des robots précités peut ainsi effectuer une opération sur une porte disposée sur l'un des emplacements 27, 28 d'un des îlots 23 ou 24. Ces robots peuvent effectuer ces opérations grâce à un déplacement, soit par rotation de 1800 autour de leur axe central vertical, soit par basculement autour d'un axe horizontal passant entre les deux postes des deux îlots auxquels ils sont dorénavant affectés. On peut ainsi prévoir le passage dans cette ligne de production de trois types de portes différents. La figure 3 illustre une variante de la figure 2, dans laquelle les îlots 23 et 24 comprennent des plateaux tournants 25 et 26 identiques aux plateaux tournants 3 des îlots 1 et 2, c'est-à-dire comprenant deux emplacements 4 et 5 adjacents pour deux types de portes différents. Il en résulte que l'on peut effectuer des opérations de mise en géométrie, d'assemblage et de finition de quatre types de portes différents sur une même ligne de postes de travail. Une telle organisation permet une souplesse considérable et un accroissement de la productivité en affectant un robot à la production de différents types de sous-ensembles de carrosserie et ce sans changement des outillages d'un plateau tournant. L'invention s'adapte à différents types d'îlots, les opérations de déchargement pouvant être effectuées par des robots ou par tout autre moyen de manutention tel que tapis, transferts, etc. Les robots de mise en géométrie d'assemblage et de finition peuvent être des robots affectés à des opérations très variées: soudure, pose des serrures, etc. REVENDICATIONS 1. Ligne organisée de postes de travail pour sous-ensembles de carrosserie automobile (7, 8) comprenant pour un sous-ensemble déterminé, une succession d'emplacements de mise en géométrie et d'assemblage des différents constituants dudit sous-ensemble, et d'emplacements de finition des sous-ensembles et au moins un plateau tournant (3) de manutention pour assurer le déplacement de chaque sousensemble d'un emplacement à l'autre, caractérisé par le fait qu'au moins un robot (17) est prévu pour effectuer une opération sur au moins deux emplacements adjacents (4, 5) du même plateau de manutention de façon qu'au moins deux sous-ensembles (7, 8) soient traités successivement par un robot donné sans déplacement du plateau de manutention. 2. Ligne selon la revendication 1, caractérisé par le fait que deux robots (12, 13) sont prévus pour effectuer un travail sur lesdits deux emplacements adjacents du même plateau de manutention. 3. Ligne selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que lesdits deux emplacements adjacents sont prévus pour recevoir des sousensembles de types différents. 4. Ligne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'au moins un robot est capable de se déplacer pour effectuer une opération sur un sous-ensemble supplémentaire disposé sur un emplacement d'un plateau de manutention supplémentaire (25). 5. Ligne selon la revendications 4, caractérisé par le fait que ledit robot est prévu pour effectuer une opération sur au moins deux emplacements supplémentaires adjacents du même plateau de manutention supplémentaire de façon qu'au moins deux sous-ensembles soient traités successivement par ledit robot sans déplacement du plateau tournant supplémentaire. 6. Ligne selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait que deux robots sont capables de se déplacer pour effectuer un travail sur deux sous-ensembles supplémentaires disposés sur des emplacements de deux plateaux de manutention supplémentaires. 7. Ligne selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que les robots se déplacent par rotation. 8. Ligne selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé par le fait qu'elle comprend quatre plateaux de manutention disposés sensiblement en carré. 9. Ligne selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'au moins un robot (17) est disposé entre chaque paire de plateaux de manutention adjacents et est affecté à au moins un emplacement de chacun desdits deux plateaux de manutention adjacents.