Brevet FR2843708A1 — publié le 20040227

i La présente invention concerne un dispositif de maintien d'au moins deux panneaux dans une installation de sertissage ainsi qu'une installation d'assemblage de pièces par sertissage. Dans de nombreux domaines et notamment dans le domaine de 5 lI'automobile, des pièces constituées par au moins deux panneaux métalliques destinés à former par exemple des capots, des volets ou des portes, sont assemblés par sertissage des bords périphériques de ces panneaux. Pour cela, le bord périphérique de l'un des panneaux est préalablement plié sensiblement à angle droit et les deux panneaux sont 10 superposés et placés sur une matrice. Ensuite, au cours d'une opération de présertissage, le bord périphérique du panneau extérieur est plié sur le bord périphérique du panneau intérieur et, au cours d'une opération de sertissage, le bord périphérique du panneau extérieur est rabattu sur le bord périphérique du panneau intérieur en 15 exerçant une pression sur lesdits bords périphériques. A cet effet, il est connu d'utiliser une installation de sertissage qui comporte un robot muni d'un bras portant un galet libre en rotation. Le robot déplace le bras et le galet selon un trajet enregistré le long des bords périphériques des panneaux successivement de chaque côté de la pièce en 20 faisant rouler sous pression ce galet sur lesdits bords périphériques. Pendant le présertissage et le sertissage des panneaux, ces panneaux sont maintenus par des éléments de serrage afin d'éviter qu'ils glissent l'un par rapport à l'autre ce qui pourrait donc nuire à la qualité de sertissage. A cet effet, il est connu d'utiliser des dispositifs de serrage des 25 bords périphériques des panneaux qui sont formés par des pinces comportant une mâchoire inférieure plane destinée à vernir s'appliquer au- dessous d'une surface d'appui ménagée sur la matrice et une mâchoire supérieure en forme de bec destinée à venir s'appliquer sur les bords périphériques des panneaux. Le principal inconvénient de ce genre de dispositif de serrage 30 réside dans le fait que chaque pince doit être déverrouillée lors du passage du galet pour l'opération de présertissage et également pour l'opération de sertissage ce qui peut nuire à la qualité du sertissage des bords périphérique des panneaux. Par ailleurs, les installations de sertissage utilisées jusqu'à présent ne permettent pas d'obtenir une répétabilité fine dans le positionnement 5 des panneaux à assembler et donc une qualité d'assemblage constante sur des séries importantes de pièces. L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients en proposant un dispositif de maintien d'au moins deux panneaux dans une installation de sertissage et une installation d'assemblage de pièces par sertissage qui évitent 10 les inconvénients précédemment mentionnés et qui permettent d'obtenir une mise en référence précise des panneaux et donc une qualité de sertissage accrue. L'invention a donc pour objet un dispositif de maintien d'au moins deux panneaux dans une installation d'assemblage de pièces par sertissage, 15 lesdits panneaux étant superposés sur une matrice, caractérisé en ce qu'ils comportent des lames de pressage en continu des bords périphériques des panneaux sur la matrice pendant le présertissage et le sertissage de ces panneaux, lesdites lames de pressage étant réparties uniformément sur le pourtour desdits panneaux. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - les lames de pressage sont portées par une structure et sont déplaçables entre une position escamotée de chargement et une position abaissée de travail en appui sur les bords périphériques des panneaux, - la structure comporte des moyens d'application d'une force sur 25 les lames dans la position d'appui de ces lames, - les moyens d'application de la force sont formés par au moins un actionneur pneumatique, hydraulique ou électrique. L'invention a également pour objet une installation d'assemblage de pièces par sertissage formées d'un panneau extérieur et d'un panneau 30 intérieur superposés, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un robot portant à l'extrémité d'un bras un galet de présertissage et de sertissage des bords périphériques des panneaux et au moins un module comportant: - un bâti muni d'une table d'indexage déplaçable en rotation, - une matrice amovible portée par ladite table et de positionnement des panneaux à assembler, - une ossature munie au-dessus de la table d'un support de 5 positionnement d'une structure amovible portant des moyens de pressage en continu des bords périphériques des panneaux sur la matrice pendant le présertissage et le sertissage desdits panneaux. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - les surfaces en contact respectivement de la table et de la 10 matrice comportent des organes de forme complémentaire de positionnement de ladite matrice selon les trois axes XYZ d'un repère orthonormé, - l'ossature est déplaçable en rotation avec la table, - I'ossature est formée par une potence fixe, - le support comporte à sa partie inférieure des éléments d'appui 15 de la structure et destinés à coopérer avec des éléments de positionnement prévus à la partie supérieure de la structure, - les moyens de pressage des bords périphérique des panneaux sont formés par des lames disposées à la partie inférieure de la structure et réparties uniformément autour de ladite partie inférieure selon le pourtour de la 20 pièce, - les lames sont déplaçables entre une position escamotée et une position abaissée en appui sur les bords périphériques des panneaux, - le support comporte des moyens d'application d'une force sur les lames dans la position d'appui de ces lames, - ces moyens d'application d'une force sur les lames sont formés par au moins un actionneur agissant verticalement sur lesdites lames par l'intermédiaire de la structure, - ledit actionneur est un actionneur pneumatique, hydraulique ou électrique, - le robot effectue le chargement des panneaux à assembler, le changement de la structure amovible et le déchargement de la pièce finie. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig. 1 est une vue schématique en élévation d'une installation de sertissage, conforme à l'invention, - la Fig. 2 est une vue schématique en coupe verticale du dispositif de maintien des panneaux à sertir, conforme à l'invention, - la Fig. 3 est une vue schématique en perspective de la table d'indexage et de l'ossature de l'installation de sertissage, conforme à l'invention, 10 la Fig. 4 est une vue schématique en perspective d'une matrice de l'installation de sertissage, conforme à l'invention, - la Fig. 5 est une vue schématique en perspective de la structure de support du dispositif de maintien, conforme à l'invention, - la Fig. 6 est une vue schématique en perspective de l'installation 15 de sertissage, - la Fig. 7 est une vue schématique en élévation d'une première variante de l'installation de sertissage, - la Fig. 8 est une vue schématique en élévation d'une seconde variante de l'installation de sertissage, - la Fig. 9 est un schéma d'un exemple d'implantation d'une installation de sertissage, conforme à l'invention. Sur la Fig. 1, on a représenté schématiquement une installation d'assemblage de deux panneaux par pliage du bord périphérique de l'un des panneaux sur le bord périphérique de l'autre desdits panneaux et qui comprend 25 un robot désigné par la référence générale 1 comportant un bras 2 déplaçable selon plusieurs axes et auquel un trajet de déplacement prédéterminé est enregistré. Sur la Fig. 1, on a représenté également une pièce désignée dans son ensemble par la référence 4, constituée par exemple par un capot ou une 30 porte de véhicule automobile, et qui est composée d'un panneau extérieur 5 et d'un panneau intérieur 6. Pour réaliser l'assemblage par sertissage des panneaux 5 et 6 afin de former la pièce 4, le panneau extérieur 5 est placé sur une matrice 7 et le panneau intérieur 6 est placé sur le panneau extérieur 5, ainsi que montré à la Fig. 2. Le bras 2 du robot 1 porte à son extrémité libre un galet 8 monté libre en rotation sur un bras de support 9. L'assemblage par sertissage des panneaux 5 et 6 est réalisé en effectuant au cours d'une étape préliminaire le pliage du bord périphérique 5a du panneau extérieur 5 selon un angle compris entre 90 et 105 , comme représenté 10 en pointillés à la Fig. 2, puis on effectuant une opération de présertissage en pliant ce bord périphérique 5a du panneau extérieur 5 par l'intermédiaire du galet 8 qui roule sur un pan incliné 7a ménagé sur le pourtour de la matrice 7 et, au cours d'une opération de sertissage, en appliquant le bord périphérique 5a du panneau extérieur 5 sur le bord périphérique 6a du panneau intérieur 6 et en 15 exerçant une pression sur lesdits bords périphériques 5a et 6a par l'intermédiaire du galet 8 qui roule sur ces bords périphériques 5a et 6a, ainsi que représenté à la Fig. 2. Pendant les opérations de présertissage et de sertissage, les panneaux 5 et 6 sont maintenus sur leur pourtour par un dispositif de maintien 20 formé par des lames 10 de pressage en continu des bords périphériques des panneaux 5 et 6 sur la matrice 7. Ces lames périphériques sont réparties uniformément sur le pourtour des panneaux 5 et 6 et sont portées par une structure 30. De préférence, les lames 10 sont déplaçables par des moyens 25 appropriés non représentés, entre une position escamotée de chargement et une position abaissée de travail en appui sur les bords périphériques des panneaux 5 et6. Ainsi, le serrage des panneaux 5 et 6 à sertir pendant toutes les opérations de présertissage et de sertissage est assuré en continu et est réparti 30 uniformément sur tout le pourtour de ces panneaux. Cette disposition permet donc d'éviter tout glissement des pièces à sertir et donc d'améliorer la qualité du sertissage. L'installation de sertissage représentée à la Fig. 1 et plus en détail sur les Figs. 3 à 5, comporte un bâti 15 muni d'une table d'indexage 16 déplaçable en rotation selon quatre positions angulaires dans cet exemple de réalisation. La table d'indexage 16 supporte la matrice 7. Comme représenté sur les Figs. 3 et 4, la surface supérieure de la table d'indexage 16 destinée à recevoir la matrice 7 comporte des organes de positionnement destinés à coopérer avec des organes de positionnement de forme complémentaire prévus sur la face inférieure de cette matrice 7. Dans l'exemple de réalisation représenté, les organes de 10 positionnement comprennent un élément 17a de positionnement selon les axes XZ d'un repère orthonormé, coopérant avec un élément 7a de forme complémentaire de la matrice 7, un élément 17b de positionnement selon les axes XYZ de ce repère orthonormé, coopérant avec un élément de forme complémentaire 7b de la matrice 7 et deux éléments 17c de positionnement 15 selon l'axe Z dudit repère orthonormé, coopérant avec deux éléments 7c de forme complémentaire de la matrice 7. La matrice 7 est donc amovible par rapport à la table d'indexage 16 et est spécifique à la forme de la pièce 4 à obtenir. L'installation d'assemblage comporte aussi une ossature désignée 20 par la référence générale 20. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les Figs. 1 et 3, I'ossature 20 se présente sous la forme d'éléments mécanosoudés en forme de croix comportant des poutres inférieures 21 solidaires de la table d'indexage 16 et de poutres supérieures 22 reliées auxdites poutres inférieures 21 par des montants verticaux 23 disposés autour de ladite table d'indexage 16. 25 Les poutres supérieures 22 supportent, au niveau de leur point de jonction, c'est à dire au-dessus de la table d'indexage 16, un support désigné dans son ensemble par la référence 25. Ainsi que représenté à la Fig. 3, le support 25 est formé par une plaque supérieure 26 fixée sur les poutres supérieures 22 et une plaque 30 inférieure 27 s'étendant parallèlement à la plaque supérieure 26 et fixée audessous desdites poutres supérieures 22. Le support 25 comporte également deux pattes 28 verticales et opposées fixées au-dessous de la plaque inférieure 27. Chaque patte 28 verticale est munie à sa partie inférieure, d'éléments 29 d'appui et de positionnement d'une structure amovible désignée par la référence générale 30 5 et représentée notamment à la Fig. 5. Les éléments d'appui 29 sont constitués par exemple par des billes porteuses à ressort. La structure amovible 30 comporte une partie supérieure 31 commune à tous les types de pièces 4 à assembler et une partie inférieure 36 spécifique à la forme de chaque type de pièces 4 à assembler. La partie supérieure 31 comporte une plaque 32 munie d'éléments 33 de positionnement sur les éléments 29 du support 25. La partie supérieure comporte également une plaque 34 reliée à la plaque 32 par des plaques verticales de liaison 35. La plaque 34 comporte, sensiblement dans sa partie centrale, un orifice 34a de centrage et de 15 positionnement d'un organe de forme complémentaire prévu sur la partie inférieure 36 de la structure amovible 30. La partie inférieure 36 est formée par un cadre 37 supportant des moyens de pressage en continu des bords périphériques des panneaux 5 et 6 sur la matrice 7 pendant le présertissage et le sertissage desdits panneaux. Ces moyens de pressage sont formés par les lames 10 décrites précédemment en regard de la Fig. 2. Ces lames 10 sont portées par le cadre 37 et sont réparties uniformément autour dudit cadre 37 selon le pourtour de la pièce 4 à assembler de façon à serrer les bords périphériques des panneaux 5 et 6 et à empêcher le 25 glissement de ces panneaux lors des opérations de présertissage et de sertissage. De préférence, les lames 10 sont déplaçables entre une position escamotée et une position abaissée en appui sur les bords périphériques des panneaux 5 et 6. Selon une variante, certaines de ces lames peuvent être déplaçables entre les deux positions tandis que les autres lames peuvent être fixes. La position de ces lames sur les bords périphériques des panneaux 5 et 6 dans la position abaissée est telle qu'elle permet le roulage du galet 8 sur les bords périphériques 5a et 6a, tout en maintenant la force de serrage de ces panneaux. Pour cela, le support 25 comporte des moyens d'application d'une force sur les lames 10 dans la position d'appui de cette lame 10. Ainsi que représenté à la Fig. 3, les moyens d'application de la force sur les lames 10 comprennent au moins un actionneur 40 porté par le support 25 et qui agit sur la plaque 32 de la structure amovible 30. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures, les actionneurs 40 sont au nombre de quatre et sont formés chacun par exemple par un actionneur pneumatique, hydraulique ou électrique. Par ailleurs, le cadre 37 de la partie inférieure 36 de la structure amovible 30 est équipé d'organes de préhension, de type connu, des panneaux 5 15 et 6 à sertir et qui sont constitués par exemple par des ventouses, non représentées. Enfin, le bâti 15 est équipé d'un système mécanique d'indexage 42 (Fig. 1) qui comporte par exemple une tige 42a déplaçable entre, d'une part, une position en saillie coopérant avec une encoche 43 ménagée à la base de 20 chaque montant 23 pour bloquer l'ensemble constitué par la table 16, la matrice 7, I'ossature 20, le support 25 et la structure 30 dans une position permettant au galet 8 d'effectuer le présertissage ou le sertissage et une position escamotée permettant la rotation de cet ensemble. L'installation fonctionne de la manière suivante. 25 Tout d'abord, le robot 1 dépose la matrice 7 sur la table d'indexage 16 et cette matrice 7 est positionnée grâce aux organes, respectivement 17a, 17b et 17c, qui coopèrent avec les organes de forme complémentaire, respectivement 7a, 7b et 7c de la matrice 7. Ensuite, le robot 1 vient déposer la structure 30 supportant les panneaux 5 et 6 à assembler, sur les 30 éléments d'appui 29 prévus à la partie inférieure du support 25 porté par l'ossature 20, comme représenté à la Fig. 6. Le robot est désaccouplé du changeur d'outil, non représenté, qui le lie à la structure 30. Ensuite, les actionneurs 40 appuient sur la plaque 32 de la structure 30, en écrasant les ressorts des billes porteuses des éléments d'appui 29 d'environ 10mm, de telle sorte que la structure 30 vienne se positionner sur des éléments pilotes de positionnement prévus à la partie inférieure du support 5 25. Ces actionneurs 40 assurent alors la force nécessaire, par l'intermédiaire des lames de pressage 10, pour le serrage des panneaux 5 et 6 sur la matrice 7. Le robot s'accouple à l'unité de présertissage comprenant notamment le galet 8 et déplace ce galet 8 de présertissage sur un côté des panneaux 5 et 6 de façon à plier le bord périphérique 5a du panneau extérieur 5 vers le bord périphérique 6a 10 du panneau intérieur 6. Une fois cette opération réalisée, la tige 42a du système mécanique d'indexage 42 s'éclipse pour permettre la rotation de 90 de la table d'indexage 16 afin d'amener le deuxième côté des panneaux 5 et 6 à sertir devant le robot 1. Le robot 1 entame alors sa trajectoire de présertissage sur le deuxième côté de ces panneaux 5 et 6 et ces opérations sont renouvelées autant de fois qu'il y a de côtés à préssertir sur les panneaux 5 et 6. Une fois le présertissage terminé, le robot 1 s'accouple à l'unité de sertissage constituée également par un galet 8 et les mêmes opérations que 20 précédemment mentionnées sont renouvelées pour réaliser le sertissage des bords périphériques 5a et 6a des panneaux 5 et 6 sur tout le pourtour de la pièce 4. Le robot 1 effectue le transfert de la pièce finie et l'approvisionnement de nouveaux panneaux 5 et 6. Selon une première variante représentée à la Fig. 7, I'ossature 20 se présente sous la forme d'un C solidaire de la table d'indexage 16. Cette table d'indexage 16 est déplaçable en rotation selon trois positions angulaires. Les autres éléments de l'installation d'assemblage sont identiques au précédent mode de réalisation et portent les mêmes références. Selon une seconde variante représentée à la Fig. 8, I'ossature 20 est constituée par une potence 45 fixe et indépendante de la table d'indexage 16. Dans ce cas, la table d'indexage 16 est déplaçable en rotation selon quatre positions angulaires. La potence 45 supporte à sa partie supérieure le support 25 par l'intermédiaire d'une articulation 46 permettant la rotation de ce support 25 et de 5 la structure 30 lors de la rotation de la table d'indexage 16, de la matrice 7 supportant les panneaux 5 et 6 à sertir. Les autres éléments composant l'installation représentée à la Fig. 8 sont identiques aux précédents modes de réalisation et portent les mêmes références. A la Fig. 9, on a représenté schématiquement un exemple 10 d'implantation d'une installation de sertissage afin de permettre l'industrialisation des assemblages de pièces par exemple de véhicules automobiles. Cette installation se compose d'un îlot de base A comportant un robot 1 et une installation de sertissage A1 telle que décrite précédemment. Le robot 1A assure trois fonctions qui sont une première fonction 15 de travail, c'est à dire de présertissage et de sertissage des panneaux 5 et 6 à assembler dans l'installation A1, une deuxième fonction de manutention de la structure 30 et des panneaux 5 et 6 à assembler du poste de chargement A2 vers l'installation d'assemblage A1 et des pièces assemblées vers le poste de déchargement A3 et une troisième fonction de manutention des outillages 20 spécifiques de l'installation d'assemblage A1, c'est à dire de la matrice 7 et de la structure amovible 30, vers des claies de stockage A4 et AS, et inversement. La manutention des panneaux 5 et 6 à assembler par le robot 1 est effectuée par l'intermédiaire de la structure 30 décrite précédemment. Pour diminuer le temps de cycle de l'îlot de base A, il est possible 25 d'associer à cet îlot de base A, un îlot complémentaire B qui comporte une installation d'assemblage B1 ainsi qu'un poste de déchargement B2, un poste de chargement B3 et des claies de stockage des outillages B4 et B5. Cet îlot complémentaire comporte aussi un robot 1 B. De plus, un robot supplémentaire la peut être ajouté pour 30 augmenter la cadence de production et, dans ce cas, ce robot supplémentaire la assure uniquement une fonction de travail dans l'installation A1. Le robot 1A de l'îlot de base A assure uniquement les fonctions de manutention de la structure , des panneaux 5 et 6 et des pièces finies et le robot lB de l'îlot complémentaire B assure les fonctions de manutention de la structure 30, des panneaux 5 et 6 et des pièces finies dans cet îlot B. Le dispositif de maintien des panneaux dans l'installation 5 d'assemblage des pièces pendant toutes les opérations de présertissage et de sertissage est donc assuré en continu et est réparti uniformément sur tout le pourtour de ces pièces ce qui permet d'éviter tout glissement des pièces à sertir et donc d'améliorer la qualité du sertissage. Par ailleurs, avec l'installation selon l'invention, aucun mouvement 10 des pièces par rapport à la matrice, ni de sa géométrie n'est effectué pendant toute la durée des opérations de présertissage et de sertissage ce qui simplifie la trajectoire du robot et la matrice ainsi que la structure amovible portant les lames de pressage sont positionnées par rapport à la pièce à sertir par l'intermédiaire d'une même structure ce qui permet une répétabilité très fine dans le 15 positionnement des pièces à sertir et donc une qualité de sertissage accrue. REVENDICATIONS 1 Dispositif de maintien d'au moins deux panneaux (5,6) dans une installation d'assemblage de pièces (4) par sertissage, lesdits panneaux (5,6) étant superposés sur une matrice (7), caractérisé en ce qu'il comporte des lames 5 (10) de pressage en continu des bords périphériques des panneaux (5, 6) sur la matrice (7) pendant le présertissage et le sertissage de ces panneaux (5, 6), lesdites lames (10) étant réparties uniformément sur le pourtour desdits panneaux (5, 6). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les 10 lames (10) sont portées par une structure (30) et sont déplaçables entre une position escamotée de chargement et une position abaissée de travail en appui sur les bords périphériques (5a, 6a) des panneaux (5, 6). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la structure (30) comporte des moyens (40) d'application d'une force sur les lames 15 (10) dans la position d'appui de ces lames (10). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens d'application de la force sont formés par au moins un actionneur (40) pneumatique, hydraulique ou électrique. 5. Installation d'assemblage de pièces (4) par sertissage formées 20 d'un panneau extérieur (6) et d'un panneau intérieur (5) superposés, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un robot (1) portant à l'extrémité d'un bras (2) un galet (8) de présertissage et de sertissage des bords périphériques (5a, 6a) des panneaux (5, 6) et au moins un module comportant: - un bâti (15) muni d'une table (16) d'indexage déplaçable en 25 rotation, - une matrice (7) amovible portée par ladite table (16) et de positionnement des panneaux (5, 6) à assembler, - une ossature (20) munie, au-dessus de la table (16), d'un support (25) de positionnement d'une structure amovible (30) portant des moyens 30 (10) de pressage en continu des bords périphériques (Sa, 6a) des panneaux (5, 6) sur la matrice (7) pendant le présertissage et le sertissage desdits panneaux (5, 6). 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que les surfaces en contact respectivement de la table (16) et de la matrice (7) comporte des organes (17a, 17b, 17c; 7a, 7b, 7c) de forme complémentaire de positionnement de ladite matrice (7) selon les trois axes XYZ d'un repère orthonormé. 7. Installation selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que l'ossature (20) est déplaçable en rotation avec la table (16). 8. Installation selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que l'ossature (20) est formée par une potence (45) fixe. 9. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le support (25) comporte à sa partie inférieure des éléments d'appui (19) de la structure (30) et destinés à coopérer avec des éléments de positionnement (33) prévus à la partie supérieure de ladite structure (30). 10. Installation selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, 15 caractérisée en ce que les moyens de pressage des bords périphériques (5a, 6a) des panneaux (5, 6) sont formés par des lames (10) réparties uniformément à la partie inférieure de la structure (30) selon le pourtour de la pièce (4). 11. Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que les lames (10) sont déplaçables entre une position escamotée et une position 20 abaissée en appui sur les bords périphériques (5a, 6a) des panneaux (5, 6). 12. Installation selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, caractérisée en ce que le support (25) comporte des moyens (40) d'application d'une force sur les lames (10) dans la position d'appui de ces lames (10). 13. Installation selon la revendication 12, caractérisée en ce que 25 les moyens d'application d'une force sur les lames (10) sont formés par au moins un actionneur (40) agissant verticalement sur lesdites lames (10) par l'intermédiaire de la structure (30). 14. Installation selon la revendication 13, caractérisée en ce que ledit actionneur (40) est un actionneur pneumatique, hydraulique ou électrique. 15. Installation selon l'une quelconque des revendications 5 à 14, caractérisée en ce que le robot (1) effectue le chargement des panneaux (5, 6) à assembler, le changement de la structure (30) et le déchargement de la pièce finie.