Brevet FR2790395A1 — publié le 20000908

i L'invention a trait à une installation et à un procédé de montage automatisé de têtes d'extincteurs. Une tête d'extincteur est destinée à être montée sur l'ouverture d'un réservoir et comprend des moyens d'actionne- ment, tels qu'une poignée et, dans le cas d'un extincteur à cartouche de gaz, supporte une telle cartouche ainsi qu'un tube de détassement et un tube d'aspiration s'étendant jusqu'à proximité du fond de ce réservoir. Une telle tête d'extincteur est donc une pièce relativement complexe qui doit être équipée d'accessoires dont le montage a été, jusqu'à présent, réalisé manuellement par des opérateurs, ce qui s'avère onéreux et ne permet pas de garantir un niveau de qualité homogène du fait des variations inhérentes à une intervention humaine. La multiplicité des tâches à effectuer et leur complexité ont jusqu'à présent dissuadé les fabricants d'automatiser cette fabrication. En particulier, la mise en place et le serrage d'une cartouche de gaz sur une embase destinée à former la tête de l'extincteur doivent être effectués avec le plus grand soin afin de ne pas fausser les filets et taraudages coopérants, tout en assurant un couple de serrage suffisant pour garantir la tenue de l'assemblage dans le temps et sa résistance à la pression lors de la libération du gaz. Jusqu'à présent, seul un opérateur a pu réaliser ces opérations de façon satisfaisante. C'est à ces préoccupations qu'entend particulièrement répondre la présente invention en proposant une installation de montage automatisé de têtes d'extincteurs permettant un assemblage efficace et sans danger d'une cartouche de gaz sur une embase. Dans cet esprit, l'invention concerne une installation de montage automatisé de têtes d'extincteurs comprenant un système de convoyage apte à déplacer des embases en regard de postes de travail, dédiés chacun à une opération de contrôle ou de montage, parmi lesquels: - un poste de présentation d'une cartouche de gaz qui est prévue pour l'introduction de l'extrémité de cette cartou- che dans un taraudage correspondant de l'embase et - un poste de vissage, avec un couple contrôlé, de cette extrémité de la cartouche dans ce taraudage. Grâce à l'invention, la mise en place de la cartouche dans le taraudage correspondant a lieu dans le premier poste o il n'est pas exercé de couple de serrage important, de telle sorte qu'il existe peu de risques d'endommager les parties coopéran- tes de la cartouche et de l'embase, puis un serrage efficace a lieu dans le second poste, ou poste de vissage, afin d'assurer l'étanchéité et la fixation mécanique. Des contrôles du bon positionnement de la cartouche peuvent être effectués après chaque opération, le vissage pouvant être empêché en cas de positionnement non satisfaisant de la cartouche en sortie du poste de présentation. Selon des aspects avantageux de l'invention, la machine incorpore une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - Le poste de vissage comprend une tête de serrage articulée, apte à être déplacée parallèlement à l'axe longitu- dinal d'une cartouche portée par une embase présente dans le poste de vissage, et à faire pivoter une clé, au niveau de l'extrémité de la cartouche, entre une position dégagée par rapport à une section polygonale de cette extrémité et une position en prise avec cette section à profil polygonal. La tête de serrage est avantageusement articulée autour d'un axe globalement parallèle à la direction de convoyage des embases et commandée en rotation, autour de l'axe longitudinal de la cartouche, par un actionneur à couple contrôlé. - Un convoyeur d'acheminement de cartouches de gaz est prévu jusqu'au poste de présentation et un organe de transfert des cartouches de ce convoyeur vers le poste de présentation est également prévu. - Un poste de mise en place d'un tube d'aspiration est prévu, ce poste étant alimenté en tubes d'aspiration à partir d'une station d'orientation de ces tubes, en rotation autour de leurs axes longitudinaux respectifs. Dans ce cas, la station d'orientation comprend avantageusement un doigt apte à pénétrer dans une extrémité biseautée des tubes d'alimentation et pourvu d'une came externe apte à venir en appui contre le bord de cette extrémité, la coopération de cette came et de ce bord permettant l'entraînement en rotation du tube autour de son axe longitudinal, jusqu'à une orientation prédéterminée. - Il est prévu un poste de vissage d'un tube de détassement dans un taraudage de l'embase et de cintrage de ce tube, de telle sorte qu'il s'étend selon une direction globale- ment parallèle à la cartouche. - L'installation comprend, en combinaison, des postes de travail automatisés dédiés respectivement au contrôle de perçages ménagés dans l'embase, au dépôt de colle et/ou de lubrifiant, à la mise en place de joints, à la mise en place d'un percuteur, à la mise en place et au serrage de la cartou- che, à la mise en place et au cintrage d'un tube de détasse- ment, à la mise en place d'un tube d'aspiration et au contrôle de certaines au moins des opérations effectuées. L'invention concerne également un procédé de montage automatisé de têtes d'extincteurs pouvant être mis en oeuvre avec l'installation décrite ci-dessus et, plus spécifiquement, à un procédé qui consiste à déplacer des embases parmi une succession de postes de travail, dédiés chacun à une opération de contrôle ou de montage, ce procédé incluant une étape d'introduction d'une extrémité d'une cartouche de gaz dans un taraudage d'une embase, par rotation dans un sens correspondant au dévissage, puis rotation dans un sens correspondant au vissage de cette extrémité dans ce taraudage, puis une étape de serrage, avec un couple contrôlé, de cette extrémité dans ce taraudage. Le procédé consiste avantageusement à monter un tube d'aspiration à extrémité biseautée sur l'embase en respectant une orientation prédéterminée du biseau de cette extrémité autour de l'axe longitudinal du tube. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'une installation de montage automatisé de têtes d'extincteurs conforme à son principe et de son procédé de mise en oeuvre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique, en vue de dessus, d'une installation conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective éclatée d'une tête d'extincteur fabriquée grâce à l'installation de la figure 1; - la figure 3 est une représentation schématique de principe en perspective du poste de présentation de cartouches de l'installation de la figure 1 dans une première position de travail; - la figure 4 est une vue analogue à la figure 3 alors que le poste de présentation est dans une seconde configuration de travail; - la figure 5 est une coupe schématique partielle selon la ligne V-V à la figure 1, alors que le poste de serrage est dans une première configuration; - la figure 6 est une coupe analogue à la figure 5 dans une seconde configuration du poste de serrage; - la figure 7 est une représentation schématique de principe de la mise en place d'un tube de délassement; - la figure 8 est une représentation schématique analogue à la figure 7 du cintrage du tube de détassement; - la figure 9 est une vue à plus grande échelle du détail IX à la figure 1; - les figures 10A à 10D sont des représentations schématiques de la cinématique d'orientation des tubes d'aspi- ration et - la figure 11 est une représentation schématique, analogue aux figures 7 et 8, de la mise en place du tube d'aspiration. L'installation représentée à la figure 1 comprend un convoyeur 1 apte à déplacer, selon un trajet prédéterminé et dans le sens des flèches F1, des chariots 2 supportant chacun une embase 3, visible à la figure 2, pour l'acheminer vers différents postes de contrôle ou de montage d'éléments acces- soires sur cette embase. Les embases 3, présentes dans une goulotte 160, sont disposées par un opérateur sur les chariots 2 au niveau d'un poste de chargement 100. Elles sont ensuite acheminées vers un premier poste 200 de contrôle des orifices de l'embase, par introduction de doigts calibrés dans ces perçages, et de pose de joints et/ou d'adhésif sur l'embase 3. Chaque chariot 2 est ensuite acheminé vers un poste 300 de mise en place d'un percuteur, assemblé dans une unité 400 reliée au poste 300 par un système de convoyage secondaire 450. L'embase 3 est alors prête à recevoir une cartouche 4 de gaz, tel que du monoxyde de carbone, prévu pour mettre en pression le réservoir d'un extincteur par l'utilisation d'un percuteur. Un convoyeur secondaire 110 est prévu pour acheminer, à partir du poste de chargement 100, les cartouches 4 dans le sens de la flèche F2 à la figure 1, c'est-à-dire dans une direction opposée à la direction d'avance des chariots 2 sur le convoyeur 1, en direction d'un poste 500 de présentation des cartouches 4 sur les embases 3. Le poste 500 comprend un bras manipulateur 501 articulé autour d'un axe Y1-Y'l globalement perpendiculaire à la direction d'avance X-X' des chariots 2 sur le convoyeur 1 et pourvu de moyens de préhension 502 des cartouches 4 sur le convoyeur 110 qui est disposé à un niveau inférieur par rapport au convoyeur 1. Par rotation autour de l'axe Y1-Y',, d'un angle a d'environ 90 , le bras 501 est apte à amener chaque cartouche 4 d'une position horizontale sur le convoyeur 110 à une position verticale visible en figure 3, c'est-à-dire une position telle que son axe longitudinal X4- X'4 est globalement vertical. Dans cette position, une pince articulée 503 est apte à saisir la partie supérieure de la cartouche 4 par rapprochement de ses mors 504 et à la déplacer jusqu'au-dessus d'une embase 3, arrêtée par le convoyeur 1 au niveau du poste 500, en alignant l'axe X4-X'4 de la cartouche 4 avec l'axe X7-X'7 d'un bossage taraudé 7 prévu sur la face exposée de l'embase 3, c'est-à-dire sa face destinée à être tournée vers l'intérieur du réservoir d'un extincteur. On est alors dans la configuration de la figure 4 o la pince 503 a été déplacée, comme représenté par la flèche F3 à la figure 4. Un système de guidage est constitué par une seconde pince articulée 505 dont les deux mors 506 sont prévus pour se refermer autour de l'axe X7-X'7, comme représenté par les flèches F4 à la figure 4, de façon à constituer un manchon de guidage lors de l'introduction de l'extrémité filetée 8 de la cartouche 4 dans le bossage taraudé 7. Ceci est obtenu par un mouvement vertical vers le bas, selon la flèche F5 à la figure 4, de la pince 503. Pour faire prendre le filet de l'extrémité 8 à l'intérieur du taraudage du bossage 7, la pince 503 est entraînée dans un mouvement de rotation R1 autour de l'axe X7-X'7 correspondant à un sens de dévissage de l'extrémité 8 sur environ un tour, puis dans une rotation R2 correspondant au vissage de l'extrémité 8 dans le bossage 7 sur un tour, voire quelques tours. Ainsi, le filetage de l'extrémité 8 et le taraudage du bossage 7 ne risquent pas d'être endommagés car l'effort qu'ils subissent, et qui est transmis par la pince 503, est un couple de valeur faible. L'alignement des axes X4-X'4 et X7-X'7 est amélioré par le mouvement de dévissage/vissage. Lorsque la présentation décrite ci-dessus de la cartouche 4 dans le bossage 7 est terminée, un contrôle est effectué au moyen d'une patte 507 pourvue d'une encoche 507a qui est déplacée en direction de la cartouche 4 dans le sens de la flèche F6 à la figure 4. L'extrémité inférieure de la cartouche 4 comprend une section 9 à profil polygonal, notamment hexago- nal, telle que classiquement utilisé pour coopérer avec une clé de manoeuvre. Au-dessus de cette section 9, la cartouche 4 a une section 10 circulaire, de rayon inférieur au rayon d'un cercle inscrit dans l'hexagone formé par la section 9. Le rayon de l'encoche 507a est sensiblement identique à celui de la section 10. Ainsi, la patte 507 peut être déplacée jusqu'au contact du fond de l'encoche 507a avec la section 10 lorsque la cartouche 4 a été suffisamment enfoncée dans le bossage 7, alors qu'elle bute contre la section 9 qui est plus large que l'encoche 507a, lorsque la cartouche n'est pas suffisamment enfoncée. Si tel est le cas, un défaut est détecté et signalé à l'opérateur. Après le passage par le poste 500, l'embase 3 est déplacée par le chariot 2 en direction d'un poste 600 de vissage de la cartouche 4, avec un couple contrôlé, dans le bossage taraudé 7. Pour ce faire, on utilise une tête de serrage articulée 601 plus particulièrement visible aux figures 5 et 6. Cette tête de serrage est disposée au-dessus du trajet du convoyeur 2 et mobile en translation selon un axe vertical perpendiculaire à ce trajet, comme représenté par la flèche F7 à la figure 5. Lors du déplacement d'une embase 3 du poste 500 au poste 600, la tête 601 est située au-dessus de l'extrémité supérieure de la cartouche 4 afin de ne pas interférer avec ce déplacement. La tête de serrage 601 est alors déplacée vers le bas de façon à positionner une clé 602 à profil interne hexagonal au niveau de la section 9 de la cartouche 4. Les dimensions intérieures de la clé 602 sont prévues pour coopérer avec la section 9. La clé 602 est solidaire d'une entretoise 603 en forme de cylindre sectionné longitudinalement et se prolongeant par une patte 604 solidaire d'un galet 605 en appui sur une bride 606 entourant l'entretoise 603. L'entretoise 603 est articulée autour d'un axe horizontal X6-X'6, c'està-dire parallèle au convoyeur 1. L'axe X6-X'6 est défini par un pion 608 supporté par deux bras 608a suspendus à une platine 609. Des vérins 610 sont également suspendus à la platine 609 et supportent la bride 606 tout en permettant un mouvement vertical de celle-ci par rapport à la platine 610. Un ressort de rappel 611 exerce, sur une patte 612 solidaire de l'entretoise 603 et opposée au galet 604 par rapport à l'axe X6-X'6, un effort vertical dirigé vers le haut, ce qui a pour effet de maintenir le galet 605 en appui sur la bride 606. Lors d'un mouvement de descente de la bride 606, l'entretoise 603 pivote autour de l'axe X6-X'6 au point que la partie 602 est déplacée jusqu'à ce qu'elle entoure la section à profil hexagonal 9 de la cartouche 4, comme indiqué par la flèche F8. Il est alors possible d'entraîner en rotation la clé 601, comme représentée par la flèche R3 à la figure 6, au moyen d'un moteur électrique 613 à couple contrôlé, de telle sorte qu'un serrage de l'extrémité 8 dans le bossage 7 est effectué avec un couple contrôlé. Lorsque le couple de serrage nominal a été atteint, les vérins 610 sont rétractés, la bride 606 remonte, l'entretoise 603 pivote autour de l'axe X6-X'6 en sens inverse de la flèche F8, de telle sorte que la clé 602 revient dans la position de la figure 5 à son orientation près autour de l'axe X7-X'7. La position angulaire de la clé 602 autour de l'axe X7-X'7 dépend en effet du couple de serrage nominal. Dans cette position, il est alors possible de relever la clé 601 afin de libérer le chariot 2 et les éléments qu'il supporte. Une patte 607 du même type que la patte 507 du poste de présentation 500 est prévue et comprend une encoche 607a apte à coopérer avec la section 10 de la cartouche 4. Après serrage de la cartouche 4, la patte 607 est déplacée dans le sens de la flèche F9 à la figure 6 pour vérifier le bon positionnement, c'est-à-dire l'enfoncement suffisant de l'extrémité inférieure de la cartouche 4 dans le bossage 7. L'encoche 607a de la patte 607 doit entrer en contact avec la section 10 de la cartouche 4, au-dessus de la section 9. En cas d'enfoncement insuffisant, la patte 607 bute contre la section 9 et un défaut est repéré et signalé. Le chariot 2 est ensuite déplacé vers un poste 700 de mise en place d'un tube de détassement et de cintrage de ce tube. Un tube de détassement 11 est utilisé pour diriger le gaz sortant de la cartouche 4 vers le fond du réservoir d'un extincteur, afin de mettre en suspension le produit pulvérulent contenu dans ce réservoir. Ce tube 11 est prévu pour être introduit dans un taraudage 12 dont l'axe X12-X'12 est incliné d'un angle 2, de l'ordre de 30 par rapport aux axes X4-X'4 et X7- X'7. Le taraudage 12 est prévu dans une nervure 13 jouxtant le bossage 7. Comme représenté sur les figures 7 et 8, le tube 11 qui est en aluminium est introduit dans le taraudage 12 dans le sens de la flèche Flo0, puis vissé dans ce taraudage en créant un filet sur l'extrémité inférieure du tube 11 par filetage de cette extrémité. Une station 702 d'approvisionnement du poste 700 en tubes de détassement est prévue pour prélever les tubes 11 sur un convoyeur secondaire 703. Les tubes 11 sont mis en place par un bras manipulateur 704 apte à visser chaque tube 11 dans le taraudage 12. Ensuite, un galet 705 est déplacé pour se loger entre le tube 11 et la section 9 de la cartouche 4, à proximité du débouché du taraudage 12, alors qu'un effort représenté par la flèche Fj à la figure 8 est exercé en direction de la cartouche 4, de telle sorte que le tube 11 est cintré autour du galet 705. Le chariot 2 et l'embase 3 qu'il porte sont alors achemi- nés vers un poste 800 de mise en place d'un tube d'aspiration 14 en matière plastique dans un bossage 15 de l'embase 3. Ce tube a une extrémité 14a, opposée à l'embase 3, qui est biseau- tée de façon à faciliter l'aspiration de la poudre en suspen- sion. Le biseau du tube 14 doit être orienté à l'opposé de l'extrémité libre du tube 11 afin d'éviter que le gaz provenant de la cartouche 4 ne transite directement du tube 11 vers le tube 14 sans entraîner de poudre lors de l'utilisation de l'extincteur. Une orientation angulaire particulière du tube 14 autour de l'axe X15-X'15 du bossage 15 doit donc être respectée. Les tubes 14 sont acheminés par un convoyeur secondaire 801 à partir d'un conteneur 802 jusqu'à une station 803 d'orientation des tubes 14 dans laquelle les tubes 14 présents sur le convoyeur 801 sont déplacés par un bras manipulateur 804. Le bras 804 dispose les tubes 14 regard d'une tête d'orientation 805 équipée d'un doigt 806 plus particulièrement visible aux figures 10 et possédant une extrémité 806a apte à pénétrer dans l'extrémité 14a du tube 14 et bordée par une came en forme de coin 806b dont le diamètre est supérieur au diamètre interne du tube 14. Ainsi, lors de l'introduction de l'extrémité 806a du doigt 806 dans le tube 14, alors que les axes longitudinaux X14-X'14 et X8-X'8 des éléments 14 et 806 sont confondus, la came 806b vient nécessairement en butée contre le bord biseauté 14b de l'extrémité 14a. On entraîne alors en rotation le doigt 806, comme représenté par la flèche R4 à la figure 10C alors qu'une pression est maintenue pour déplacer le doigt 806 vers l'intérieur du tube 14, comme représenté par la flèche F12. Ainsi, la surface avant 806c de la came 806 vient nécessairement en appui contre la section du biseau 14b de l'extrémité 14a et comme représenté à la figure 10D, il suffit alors d'entraîner le doigt 806 jusque dans une position avec une orientation angulaire prédéterminée autour de son axe longitudinal X8-X'8 pour obtenir une orientation prédéterminée du tube 14 autour de son axe X14-X'14. L'opération est répétée avec tous les tubes 14. Un bras manipulateur 807 peut alors fournir au poste 800 l'ensemble des tubes 14 avec une orientation prédéterminée, le poste 800 étant équipé d'une pince 808 apte à insérer à force l'extrémité non biseautée 14c des tubes 14 dans le bossage 15 correspondant. Le chariot 2 et l'embase 3 sont alors acheminés vers un poste 900 de mise en place et de sertissage d'un collier de solidarisation des tubes 11 et 14 à partir d'un bac 901 de réserve de colliers à sertir. L'embase 3 et les éléments qui lui sont associés sont en- suite acheminés par le chariot 2 jusqu'au poste 100 o l'opéra- teur peut retirer l'embase du chariot et la disposer dans une zone de stockage temporaire 150 avant de mettre en place une nouvelle embase présente dans la goulotte 160. Au niveau de chacun des postes 200 à 900 de montage d'un élément sur l'embase 3, des dispositifs de contrôles mécani- ques, optiques ou électroniques sont avantageusement prévus pour vérifier le bon déroulement de l'opération programmée. REVENDICATIONS 1. Installation de montage automatisé de têtes d'extinc- teurs comprenant un système de convoyage (1) apte à déplacer des embases (3) en regard de postes de travail (200-900), dédiés chacun à une opération de contrôle ou de montage, parmi lesquels: - un poste (500) de présentation d'une cartouche de gaz (4) qui est prévu pour l'introduction de l'extrémité (8) de ladite cartouche dans un taraudage (7) correspondant d'une embase (3) et - un poste (600) de vissage, avec un couple contrôlé, de ladite extrémité (8) de la cartouche (4) dans ledit tarauda- ge (7). 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit poste (600) de vissage comprend une tête de serrage articulée (601) apte à être déplacée (F7) parallèlement à l'axe longitudinal (X4-X'4) d'une cartouche (4) portée par une embase (3) présente dans ledit poste de vissage et à faire pivoter (F8) une clé (602), au niveau de ladite extrémité (8, 9) de ladite cartouche (4), entre une position dégagée par rapport à une section (9) à profil polygonal de ladite extré- mité (8) et une position en prise avec ladite section à profil polygonal. 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledite tête de serrage (601) est articulée autour d'un axe (X6-X'6) globalement parallèle à la direction de convoyage desdites embases (3) et commandée en rotation (R3), autour de l'axe longitudinal (X4-X'4) de ladite cartouche (4), par un actionneur (608) à couple contrôlé. 4. Installation selon l'une des revendications précéden- tes, caractérisée en ce qu'elle comprend un convoyeur (110) d'acheminement de cartouches (4) de gaz jusqu'au poste de présentation (500) et un organe (501) de transfert des cartou- ches dudit convoyeur audit poste de présentation. 5. Installation selon l'une des revendications précéden- tes, caractérisée en ce qu'elle comprend un poste (800) de mise en place d'un tube d'aspiration (14) alimenté en tubes d'aspi- ration à partir d'une station d'orientation (803) desdits tubes en rotation autour de leurs axes (X14-X'14) longitudinaux respec- tifs. 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que ladite station d'orientation (803) comprend un doigt (806) apte à pénétrer dans une extrémité biseautée (14a) desdits tubes (14) et pourvue d'une came externe (806b) apte à venir en appui contre le bord (14b) de ladite extrémité, la coopération de ladite came et dudit bord permettant l'entraîne- ment en rotation (R4) dudit tube, autour de son axe longitudi- nal (X14-X'14), jusqu'à une orientation prédéterminée. 7. Installation selon l'une des revendications précéden- tes, caractérisée en ce qu'elle comprend un poste de vissage (700) d'un tube de détassement (11) dans un taraudage (12) de ladite embase (3) et de cintrage (F11) dudit tube, de telle sorte qu'il s'étend selon une direction globalement parallèle à ladite cartouche (4). 8. Installation selon l'une des revendications précéden- tes, caractérisée en ce qu'elle comprend, en combinaison, des postes de travail automatisés dédiés respectivement - au contrôle (200) de percages ménagés dans ladite embase - au dépôt (200) de colle et/ou de lubrifiant à la mise en place (200) de joints - à la mise en place (300) d'un percuteur - à la mise en place (500) et au serrage (600) de ladite cartouche (4) - à la mise en place (700) et au cintrage d'un tube de détassement (11) - à la mise en place (800) d'un tube d'aspiration (14) et - au contrôle de certaines au moins des opérations effectuées. 9. Procédé de montage automatisé de têtes d'extincteurs, caractérisé en ce qu'il consiste à déplacer des embases (3) parmi une succession de postes de travail (200-900), dédiés chacun à une opération de contrôle ou de montage, ledit procédé incluant une étape (500) d'introduction d'une extrémité (8) d'une cartouche de gaz (4) dans un taraudage (7) d'une embase (3), par rotation (R1) dans un sens correspondant au dévissage, puis rotation (R2) dans un sens correspondant au vissage de ladite extrémité dans ledit taraudage, puis une étape de serrage (R3) à couple contrôlé de ladite extrémité dans ledit taraudage. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il consiste à monter un tube d'aspiration (14) à extrémité biseautée (14b) sur ladite embase (3) en respectant une orientation prédéterminée du biseau de ladite extrémité autour de l'axe longitudinal (Xl4-X'14) dudit tube.