Brevet FR2806655A1 — publié le 20010928

Dans le domaine du traitement des matériaux en feuille ou en plaque (notamment les tôles de carrosserie automobile), on pratique de plus en plus la soudure de deux plaques ou tôles bord à bord au moyen d'un faisceau laser. Cette opération exige de mettre précisément en place des pièces à rabouter et à les maintenir fermement l'une contre l'autre pendant le temps de la soudure. L'outillage mis en oeuvre est assez complexe et jusqu'à présent est dedié à l'assemblage de deux pièces définies à l'avance. Or on cherche à rendre le fonctionnement des lignes de production de plus en plus souple (flexibilité) ce qui conduit à la conception d'outillages non dédies, capables de traiter différents modèles de pièces. C'est ainsi 'on a été amené à créer des outillages configurables dans lesquels chaque fonction élémentaire a été isolee et incorporée dans un dispositif unitaire pouvant être placé à plusieurs endroits sur un support général, au de la géométrie de la pièce à traiter. En d'autres termes, pour le domaine du soudage bord à bord des tôles, un outillage est formé par un support général (plateau inferieur) sur lequel sont fixés - eri général par ventouses pneumatiques ou magnétiques - : - des supports - bille pour le soutien des tôles et leur glissement plan, - des butées positionnement pour le repérage des tôles, - des dispositifs de manoeuvre pour déplacer les tôles contre les butées (retaquage), - des dispositifs de bridage pour fixer les tôles après leur mise en réference dans le repère de l'outillage, et, le cas échéant, dispositif d'effacement des butées après la réalisation bridage- Ces supports, butées et autres dispositifs sont mis en place sur le plateau inférieur de manière précise et y sont bloqués par tout moyen utile mais de manière à pouvoir changer de position lorsqu'on change de morphologie de tôle. C'est dans ce cadre que s'inscrit présente invention qui a donc pour objet un dispositif de positionnement d'une plaque, limitée par un bord fermé, dans un repère plan matérialisé par au moins deux butées, consistant - créer un contact entre le bord et butées. Ce dispositif comporte : bâti avec des moyens de sa fixation dans le repère, doigt d'entraînement de la plaque s étendant perpendiculairement au plan du repère et monté dans un support libre en déplacement par rapport au bâti dans un plan parallèle à celui du repère et pourvu à son extrémité d'un doigt pour sa liaison libérable à la plaque, - un mécanisme d'entraînement du doigt dans son déplacement plan constitué par deux poussoirs convergents perpendiculaires et solidaires du bâti et par un organe élastique de rappel du doigt en appui sur les poussoirs et s'étendant le long de la bissectrice de l'angle formé par ces derniers. Ce dispositif, qui peut être installé dans la main d'un robot mais qui est surtout destiné à equiper un outillage configurable, se met en place sur un support général au moyen de son bâti et s'attelle à tôle qui repose librement, par exemple, sur des supports - billes de l'outillage. L'orientation du bâti dans l'outillage général sera réalisée de manière que l'axe d'act' des deux poussoirs soit sensiblement orienté en direcl-ion des butées contre lesquelles la tôle doit être amenée en appui. L'extrémité des poussoirs est pourvue de patins d'extrémité dont la dimension dans le plan de déplacement du doigt de manoeuvre de la tôle est relativement importante pour pouvoir constituer une surface de glissement et de guidage de ce doigt lorsque l'autre poussoir agit. On comprend ainsi qu'en pouvant déplacer selon deux directions perpendiculaires la tôle dans le plan qui la soutient, on parvient à la mettre en appui sur des butées de positions prédéterminées, donc on parvient à mettre la tôle en référence dans le repère lié à l'outillage général. Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, support du doigt est formé par un bras articulé monté pivotant sur le bâti par l'une de ses extrémités et pourvu a son autre extrémité d'un palier de maintien ibre en rotation du doigt de manoeuvre. Le moyen de liaison préféré du doigt à plaque est formé par une ventouse de dépression. Compte tenu du fait que la ventouse à dépression doit être reliée à une source vide par un tube il est préférable de limiter les possibilités de pivotement du doigt autour de son axe ; c'est ainsi que la liberté en rotation du doigt par rapport au bras est limitée par deux butées angulaires, le dispositif comportant alors un organe de rappel élastique du doigt dans une position angulaire médiane entre ces deux butées. Au regard des poussoirs, le doigt de manoeuvre de tôle est pourvu d'un disque sur lequel peuvent agir les poussoirs, ce qui permet de les écarter de manière suffisante pour que leur déplacement ne vienne pas interférer si ceux-ci sont dans un même plan. On peut évidemment les faire agir directement sur la périphérie du doigt d'entraînement de la tôle mais dans ce cas Î 1 convient de les disposer à des ni-veaux différents pou-- qu'il n'y ait pas interférence entre les poussoirs au contact desquels le doigt est maintenu en permanence- Les poussoirs seront avantageusement réalisés par des vérins pneumatiques. D'autres caractéristiques e t avantages de l'invention ressortiront de la description d'un mode de réalisation de l'invention donné ci-après à titre d'exemple. Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue de dessus du dispositif selon l'invention, - la f igure 2 est une vue partielle en élévation partielle en élévation suivant F de la figure 1, - la figure 3 une vue partielle d'un outillage général qui intègre le dispositif de l'invention. Le dispositif représenté aux figures comporte un bâti 1 sous forme dl plaque carrée comportant ainsi deux faces la et lb. La face la est équipée de trois pieds 2, 3, 4, qui sont ici realisés sous la forme de ventouses magnétiques. Plus précisément ces ventouses magnétiques sont des ventouses à aimants permanents et à enroulement tel que lorsqu'on alimente l'enroulement, ce dernier produit un champ contraire à celui des aimants permanents qui permet de décoller ventouse du support auquel, à courant nul, la ventouse adhère. Le bâti 1 porte un support- 5 pour un doigt 6 sensiblement vertical, est-à-dire perpendiculaire à la plaque 1 formant le bâti de manoeuvre d'une tôle 7 (voir figure 3). Le support 5 formé par un bras articulé comprenant deux leviers et 5b. Le levier 5a possède une extrémité libre qui est articulée au bâti 1 autour d'un pivot vertical 8. Son autre extrémité est articulée à l'extrémité du levier correspondante par un axe 9. Le doigt 6 est monté libre en rotation dans un palier à l'extrémité du bras 5b. Au-dessus de ce bras 5b, ce doigt 6 possède une ventouse 10 à dépression qui peut donc être reliée à la face inférieure de la tôle 7. Le niveau de cette ventouse 10 peut être réglé par exemple au moyen d'un mécanisme il connu en lui-même, extension télescopique du doigt 6. La ventouse 10 n'est pas représentée à la figure 1. Sous le bras 5b, le doigt 6 est équipé d'un disque 12 dont le bord circonférentiel forme la surface d'appui pour deux poussoirs et 14. Ces deux poussoirs 13 et 14 sont formés par l'extrémité de la tige de deux vérins 15 et 16 pneumatiques qui sont fixés de manière perpendiculaire sur le bâti 1. Ces vérins ne sont autrement représentés et peuvent prendre toute forme (vérin sans tige par exemple) adaptée à la fonction sans sortir du cadre de la présente invention. On notera que les tiges 13 et 14 qui forment les poussoirs sont équipées de patins l3a, l4a dont la dimension prise dans le plan de déplacement du doigt 6 est relativement importante. Un ressort 17 est tendu entre l'extrémité inférieure du doigt et un pion d'accrochage 18 solidaire au bâti 1. Ce ressort s'étend le long de la bissectrice de l'angle formé par direction de déplacement des deux poussoirs 13, 14. ressort 17 maintient le disque 12 en contact permanent avec les patins 13a, l4a du poussoir 13, 14. On comprend ces figures que lorsqu'on alimente le vérin 15, le poussoir 13 déplace le doigt 6 dans une direction qui est maintenue parallèle à l'axe du vérin 15 par le patin 14a lequel glisse (ou éventuellement roule) le disque Il en est de même lorsque c'est "Le vérin 16 qui est alimenté, à l'égard du patin 13a du poussoir 13. Il donc ainsi possible d'amener la Lâle 7 au contact de butées 19 et 20 que possède l'outillage général représenté à figure 3. On notera enfin sur les figures 1 et 2., l'existence d'un ressort secondaire 21 relié iDar l'une de ses extrémités à une collerette 22 solidaire du doigt 6 et par son autre extrémité à un pion d'ancrage 23 implanté sous le levier Sb du bras 5. on a également représenté en 24 et 25 des butées solidaires du levier Sb qui limitent la rotation possible du doigt 6 dans son palier de soutien. En effet, comme le moyen de liaison préféré du doigt la tôle 7 est formé par une ventouse à dépression, cette ventouse est rel' à une source vide par un tube qui, pour être préservé, ne doit pas être trop sollicité. C'est pourquoi on limite l'amplitude possible de pivotement du doigt 6, pivotement qui est nécessaire à l'exécution du mouvement, par les butées 24 et 25 qui coopèrent avec une butée prévue en correspondance sur la collerette 22 solidaire du doigt 6. Le ressort 21 rappelle le doigt 6 en position angulaire moyenne entre les butées 24 et 25 pour éviter que le doigt 6 ne demeure en appui contre l'une ou l'autre des butées 24 et 25 qui s'opposerait à un mouvement de rotation nécessaire lors du déplacement de la tôle 7 en direction des butées 19 et 20. Aux lieu et place de la ventouse 10, on peut bien entendu mettre en oeuvre une extrémité du doigt 6 formée en cône susceptible d'être introduite dans un orifice de la tôle 7 prévu à cet effet. L'intérêt d'une ventouse est qu'elle n'exige aucune préparation particulière de la tôle pour son déplacement (retaquage) en direction des butées 19, 20. on notera à la figure 3 la présence de supports à billes 26 qui coopèrent avec la face inférieure de la tôle et qui définissent l'altitude du plan de repérage de la tôle dans l'outillage général, ce dernier comportant un support général 27 en forme de plateau ou palette. REVENDICATIONS 1. Dispositif de positionnement d'une plaque (7) limitée par un bord fermé, dans un repère plan matérialisé au moins deux butées (19, 20), consistant à créer un contact entre le bord et les butées, caractérisé en ce il comporte : - un bâti (1) avec des moyens de fixation (2, 4) dans le repère, - un doigt (6) d'entraînement de la plaque (7) s etendant perpendiculairement au plan du repère et monté dans un support (5) libre en déplacement par rapport au bati (1) dans un plan parallèle à celui du repère, pourvu à son extrémité d'un moyen (10) pour sa liaison libérable à la plaque (7), - un mécanisme d'entraînement commandé du doigt (6) dans son déplacement plan, constitué par deux poussoirs 1 14) perpendiculaires, solidaires du bâti (1) et un organe élastique de rappel (17) du doigt (6), en appui sur poussoirs (13, 14) et s'étendant le long la bissectrice de l'angle formé par ces poussoirs. 2. Dispositif selon la revendication 1, caracterisé en ce que le support (5) du doigt (6) est formé par un bras articulé monté pivotant sur le bâti par l'une de ses extrémités et pourvu à son autre extrémité d'un palier de maintien libre en rotation du doigt (6) de manoeuvre. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de liaison du doigt (6) à la plaque (7) formé par une ventouse de dépression (10). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé ce que la liberté en rotation du doigt (6) par rapport au bras (5) est limitée par deux butées angulaires (24, 25) , et en ce qu il comporte un organe de rappel élastique (21) du doigt dans une position angulaire médiane entre ces deux butées- Dispositif selon 1 1 une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les poussoirs sont constitués par les tiges de verins pneumatiques (15, 16) attelés au bâti. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bâti est en forme de socle (1) plan pourvu sur l'une ses faces (1b) du doigt du support et du mécanisme moteur susdits, et sur son autre face (la) de moyens (2, 3, ) de sa fixation à un support général (27) d'un outillage configurable. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de fixation du bâti (1) au support général ) sont constitués par des ventouses magnétiques à aimant permanent et circuit électrique d'annulation de champ magnetique.