Brevet FR2895926A1 — publié le 20070713

Chargeur d'électrode fiabilisé multi-gabarit de précision La présente invention concerne un chargeur à électrodes perfectionné. Les chargeurs à électrodes sont des mécanismes utilisés dans l'industrie de fabrication de tôlerie ou de mécanique. Ils sont principalement destinés à la fabrication d'automobiles. Ces chargeurs à électrodes permettent de charger des électrodes au bout de pinces à soudure sur des lignes de fabrication automatisées. Le rendement des lignes de fabrication est dépendant de la fiabilité des éléments constituants, notamment du chargeur d'électrode. Un objectif principal de l'invention est de fiabiliser le fonctionnement du chargeur d'électrode. En effet, sur une ligne type, un chargeur d'électrode charge couramment une paire d'électrodes plusieurs fois par heure ou par jour. Si ce chargement présente des défauts, c'est alors l'ensemble de la ligne de fabrication qui est retardé ou interrompu ; il est donc souhaitable que le chargement d'électrodes se fasse dans des conditions optimisées. Les utilisateurs utilisant différents types d'électrodes, le chargeur doit fonctionner dans des conditions de fiabilité optimales pour une large gamme d'électrodes différentes. L'art antérieur décrit différents dispositifs chargeurs. Aucun ne présente des caractéristiques de fiabilité satisfaisantes selon les critères de l'invention. Un premier défaut de ces dispositifs est que les chargeurs ne sont pas adaptés au chargement d'électrodes de tailles différentes. Un second défaut est que les chargeurs ont une précision insuffisante pour le positionnement de l'électrode dans le trajet de chargement des pinces à électrodes. Un troisième défaut est que le réglage du trajet des pinces à électrodes pour la position de chargement est fastidieux, voire peu précis. Un quatrième défaut est que l'entretien et le suivi des chargeurs est impossible à distance. Un opérateur doit donc intervenir régulièrement sur les chargeurs selon l'art antérieur, pour diverses questions de surveillance, de réglage et d'entretien. Il existait donc un besoin de nouveaux dispositifs chargeurs multi-gabarit présentant des caractéristiques de précision, de fiabilité et d'entretien optimisées. Un objet de l'invention est d'adapter les chargeurs au chargement 35 d'électrodes de tailles différentes. Un objet de l'invention est d'assurer la précision du positionnement de l'électrode dans le trajet de chargement des pinces au sein du chargeur. Un objet de l'invention est de permettre de régler facilement et efficacement la position relative des pinces pour le chargement des électrodes dans le chargeur. Un objet de l'invention est de présenter un dispositif d'alarme et de détection des conditions de chargement. Un objet de l'invention consiste à pouvoir suivre et paramétrer à distance les conditions de chargement. Dans un aspect principal, le chargeur selon l'invention comporte une zone de chargement à positionnement stabilisé élastiquement. La zone de chargement étant stabilisée quelle que soit la taille des électrodes, l'invention présente ensuite une zone de réglage du positionnement du trajet des électrodes. L'invention présente enfin un jeu de détecteurs reliés à un réseau Internet ou Ethernet permettant l'entretien, le paramétrage et le suivi du chargeur à distance. L'ensemble de l'invention constitue un chargeur d'électrode de haute précision et sécurisé, qui permet d'augmenter les cadences et la qualité d'une ligne de fabrication et dont l'entretien et le réglage sont effectué à distance en temps réel par un opérateur spécialisé. Les figures annexes représentent un mode particulier de l'invention : - La figure 1 représente une vue de dessus d'un chargeur selon l'invention ; -Les figures 2a, 2b, 2c représentent trois vues de dessus successives d'une butée de chargement selon l'invention ; - La figure 3 représente une vue de dessus d'une zone de chargement selon l'invention ; Les figures 4a et 4b représentent en vue de profil une goulotte de chargement et son dispositif de fixation de butée ; Les figures 5a, 5b, 5c, 5d représentant des détails des cartouches de 30 chargement ; La figure 1 représente un chargeur selon l'invention, qui comprend un corps de chargeur (1). Il s'agit d'une pièce métallique de forme oblongue, possédant deux cavités parallèles (15a, 15b), qui sont une cavité de vérin (15a) et une cavité d'électrode (15b). Le vérin (2) logé dans la cavité de vérin (15a) 35 actionne une première extrémité d'un cliquet (6) maintenu par des moyens élastiques avec une seconde extrémité de cliquet (6) qui fait office de barrière pour une rangée d'électrodes (18) positionnées dans la cavité d'électrodes (15b). Comme décrit à la figure 5, les électrodes sont rangées dans des cartouches (500), elles-mêmes rangées dans les cavités de chargement d'électrodes (15b). L'action du vérin (2) sur le cliquet (6) a pour effet de faire progresser la rangée d'électrodes (18) en positionnant la première électrode de la rangée dans la zone de chargement, où une pince d'électrodes (28) viendra la saisir en l'extrayant par la sortie latérale de chargeur (30). Le problème posé par l'art antérieur est que l'électrode n'est pas positionnée avec une précision suffisante dans la zone de chargement et peut malencontreusement s'en échapper partiellement ou totalement. Les figures 2a, 2b, 2c représentent trois vues successives d'une butée de chargement (19) selon l'invention. La figure 2a représente la butée de chargement (19) de forme sensiblement plate et rectangulaire, qui pivote autour d'un axe inséré dans un passage de rotation (21) positionné à proximité du coin inférieur gauche. Le coin inférieur droit est échancré avec un aplat (201), de façon à ce que dans la position de rotation d'ouverture maximum, la butée de chargement présente une zone d'encombrement minimum pour le trajet des pinces d'électrodes. Le flanc de butée (200) présente en coin supérieur droit une angularité supérieure à 90 , de façon à ce qu'en position de chargement l'électrode (18) soit maintenue par le flanc de butée (200) dans la zone de chargement. La figure 2b illustre comment, en position de chargement, l'électrode appuie sur le flanc de butée (200). Celui-ci constitue alors une barrière empêchant la sortie accidentelle de l'électrode à travers le passage de sortie de chargement (30, figure 3). La figure 2c représente comment la pince d'électrode (28) vient saisir l'électrode (18) pour l'extraire latéralement à travers le passage de sortie de chargement (30), en exerçant une poussée sur le flanc de butée (200). Cette poussée est supérieure à la force de rappel exercée par une vis élastique (29) de type connu, qui pousse la butée de chargement (19) dans la position de fermeture. L'ensemble constitué par la butée de chargement (19, 200) et la vis de rappel élastique (29) forme ainsi une zone de chargement qui maintient fermement l'électrode dans une position de chargement quelle que soit la taille de l'électrode, et qui s'ouvre facilement sous la force d'application de la pince d'électrode (28) après chargement de l'électrode (18). La figure 2c illustre comment la butée de chargement pivote légèrement autour de son axe de rotation (49, figure 4a) inséré dans le passage de rotation (21) pour présenter le flanc de butée perpendiculairement aux parois intérieures (151, 152) de la goulotte cavité d'électrodes (15b). La figure 3 représente une vue de haut d'une zone de chargement (19, 6, 151) constituée par le volume intérieur défini entre la paroi intérieure du fond de goulotte de cavité d'électrode (151), le cliquet de chargement (6), et la butée de chargement (19). L'électrode (18) est insérée dans cette zone de chargement dans sa réservation de cartouche (510). Dans une forme particulière de l'invention, le cliquet (6) peut participer par un retour élastique à un positionnement de l'électrode, coincée selon l'axe de goulotte entre deux retours élastiques qui sont celui de la butée de chargement (19) et celui du cliquet de chargement (6). La pince d'électrode (28) vient saisir l'électrode (18) pour l'extraire latéralement à travers le passage de sortie de chargement (30), avec une butée de chargement qui effectue une légère rotation et une vis de rappel (29) qui se comprime. La figure 3 représente également la plaque de fixation de butée (22) positionnée contre la surface latérale extérieure du chargeur (1). La figures 4a représente en vue de profil une goulotte de chargement et son dispositif de fixation de butée, avec dans cet exemple une goulotte de chargement double qui charge deux rangées d'électrodes, de façon à charger plus rapidement la pince de soudure en positionnant les deux pinces sur l'ouverture de goulotte (30). L'axe de rotation (49) des butées de chargement (19) est également figuré. La plaque de fixation de butée (22) est dimensionnée selon le format rectangulaire pour s'appuyer et être fixée par des moyens de fixation (46) sur la paroi extérieure de la goulotte de chargement (15b). Celle-ci, comme la plaque de fixation (22), comporte deux rainures (48) à travers lesquelles les butées de chargement (19) peuvent passer en position d'ouverture. La plaque de fixation de butée (22) comporte également des moyens de fixation des vis de rappel élastiques (29) qui tirent la butée de chargement en position de fermeture. La figure 4a représente également un dispositif de calage de position de pinces (45). Sa fonction est de caler les pinces avec exactitude, dans le bon angle de chargement et la bonne position, le trajet automatisé des pinces étant ensuite enregistré. L'opérateur positionne en bout de chargeur, dans l'alignement de la butée de chargement, un appendice amovible spécialement adapté au chargeur et dont la position de fixation est stable. L'opérateur déduit ainsi par une simple translation en fonction de la position du dispositif de calage de position de pinces (45), l'axe et la position des pinces (28) utile à programmer pour le chargement des électrodes (18). Sous une forme électronique, le dispositif de calage de position de pinces (45) peut aussi consister en un faisceau laser équipant la tête des pinces, couplé avec un récepteur positionné dans la zone de chargement ou dans l'appendice monté en tête de chargeur (1). Le calage s'effectue alors automatiquement par recherche de la zone optimale de réception du laser par le récepteur. Le dispositif de calage par laser de la position des pinces permet un contrôle direct par le réseau d'entreprise via Internet ou Ethernet. La figure 1 fait également apparaître deux capteurs (Cl, C2). La fonction du premier capteur (Cl) est de contrôler le déchargement des électrodes de la zone de chargement ; la fonction du second capteur (C2) est de vérifier le chargement des électrodes (18) sur les pinces (28). Le capteurs (Cl) est dirigé vers la zone de chargement, et le capteur (C2) est dirigé en dégagement de la zone de chargement. Les capteurs (Cl, C2) sont par exemple de type capteurs à induction. Ils sont préférentiellement reliés à un réseau d'entreprise Internet ou Ethernet de façon à renseigner, en temps réel et à distance, les opérateurs chargés de la surveillance de la ligne de fabrication. Sous une forme préférentielle, les électrodes (18) sont rangées dans une cartouche (500) de type connu logée dans la cavité d'électrodes (15b). La figure 5a représente une cartouche (500) selon l'invention en vue de haut, la figure 5b une cartouche (500) vue de profil, la figure 5c, une cartouche (500) vue de dessous et la figure 5d représente le positionnement d'un frein de cartouche selon une vue de profil de l'ensemble du chargeur. Les électrodes (18) étant rangées dans des cartouches (500), elles peuvent être rangées tête-bêche dans une cartouche de chargement à une seule rangée ou à deux rangées (509a, 509b), ou deux à deux superposées dans une cartouche de chargement à deux rangées comme les cartouches représentées de la figure 5a à la figure 5d. L'invention propose un frein (520) de cartouche (500) qui permet de positionner avec exactitude la cartouche (500) au sein de la cavité de chargement d'électrodes (15b). Ce frein (520) est par exemple réalisé par l'introduction, dans une rainure à flanc de la cavité (15b), de moyens élastiques au bout desquels sont montés une tête de butée, qui vient prendre appui sur la paroi inférieure de la cartouche (500). La paroi inférieure de la cartouche (500) peut elle-même être pourvue d'aspérités ou de rainures (530), (figure 5c) de façon à offrir une meilleure qualité d'appui pour la tête de butée du frein. Celle-ci viendra positionner avec exactitude la cartouche d'électrodes (500), à une place définie par la rainure (530), dans la cavité de chargement d'électrodes (15b) et ce, de façon répétée après chaque défilement d'électrodes (18) en zone de chargement. Le frein (520) est préférentiellement positionné en sortie de zone de chargement de façon à agir sur l'ensemble de la cartouche (500) et ainsi sur les électrodes (18) encore contenues dans la cartouche. La figure 5b montre que les cartouches comprennent deux échancrures (600) au format des butées de chargement (19) de façon à permettre aux cartouches de défiler à travers ces butées. L'invention concerne donc un chargeur (1) d'électrodes (18) pour charger les pinces d'un robot de soudage sur une ligne de fabrication. Ce chargeur est muni d'une cavité de chargement d'électrodes (15b) qui, par un mécanisme d'actionnement (2, 15b, 6), alimente une zone de chargement d'électrodes (6, 19, 151) où les pinces viendront saisir les électrodes en les dégageant par une sortie (30) de la zone de chargement. Ce chargeur est caractérisé en ce que la zone de chargement d'électrodes (6, 19, 151) comprend des moyens de positionnement à stabilisation élastique (6, 200, 20) assurant une position stable et déterminée pour une gamme de tailles d'électrodes dans la zone de chargement (6, 19, 151). L'invention concerne également un chargeur d'électrodes caractérisé en ce que les moyens de positionnement à stabilisation élastique (6, 200, 20) comprennent en sortie de cavité de chargement d'électrodes (15b) une butée de positionnement (19) retenue en rotation par des moyens élastiques (20) et comprenant une face de butée (200) contre lesquels les électrodes viendront s'appuyer. L'invention concerne également un chargeur d'électrodes caractérisé en ce que, en zone de chargement, les électrodes sont positionnées entre la face de butée (200) de la butée de chargement (19), la paroi intérieure du fond de goulotte de cavité d'électrode (151) et le cliquet de chargement (6), qui fait office de portail d'accès des électrodes depuis la goulotte de cavité d'électrodes (15b) dans la zone de chargement. L'invention concerne également un chargeur d'électrodes caractérisé en ce que l'angle formé par la face de butée (200) de la butée de chargement avec la face de fond de goulotte de cavité de chargement (151) est inférieur à 90 en position de fermeture et supérieur ou égal à 90 en sortie de chargement des électrodes sur les pinces du robot de soudure. L'invention concerne également un chargeur d'électrodes caractérisé en ce qu'en phase de sortie de zone de chargement d'électrodes (6, 19, 151), l'action mécanique des pinces sur l'électrode pousse sur le flanc de butée (200) et agit en rotation (21, 49) sur la butée de chargement (19), en opposition à un rappel élastique (20) qui tire la butée de chargement (19) pour l'amener vers une position de fermeture de la zone de chargement d'électrodes (6, 19, 151). L'invention concerne également un chargeur d'électrodes caractérisé en ce que le cliquet de chargement (6) faisant portail d'électrodes entre la goulotte de cavité d'électrodes (15b) et la zone de chargement contribue par des moyens élastiques à la position stabilisée des électrodes (18) qui reposent contre la face extérieure du cliquet de chargement (6). L'invention concerne également un chargeur d'électrodes caractérisé en ce que, dans un alignement de la zone de chargement d'électrodes (6, 19, 151) est monté sur le chargeur un dispositif de calage de position de pinces (45). Il s'agit d'un appendice amovible spécialement adapté au chargeur et dont la position de fixation est stable. Sa fonction est de caler avec exactitude la position et l'axe des pinces. L'invention concerne également un chargeur d'électrodes caractérisé en ce qu'un premier capteur (Cl) dont la fonction est de capter la sortie des électrodes (18) de la zone de chargement d'électrodes (6, 19, 151), est dirigé vers la zone de chargement d'électrodes (6, 19, 151). L'invention concerne également un chargeur d'électrodes caractérisé en ce qu'un second capteur (C2) dont la fonction est de vérifier le chargement des électrodes (18) sur les pinces (28) est positionné en dégagement de la zone de chargement. L'invention concerne également un chargeur d'électrodes caractérisé en ce que les capteurs (Cl, C2) sont reliés à un réseau d'entreprise pour l'entretien et le contrôle à distance. De nombreuses variantes, éventuellement susceptibles de se combiner, peuvent être apportées sans jamais sortir du cadre de l'invention tel qu'il est défini ci-dessus. REVENDICATIONS 1 - Chargeur (1) d'électrodes (18) pour charger les pinces d'un robot de soudage sur une ligne de fabrication, muni d'une cavité de chargement d'électrodes (15b) qui, par un mécanisme d'actionnement (2, 15b, 6), alimente une zone de chargement d'électrodes (6, 19, 151) où les pinces viendront saisir les électrodes en les dégageant par une sortie (30), caractérisé en ce que la zone de chargement d'électrodes (6, 19, 151) comprend des moyens de positionnement à stabilisation élastique (6, 200, 20) assurant une position stable et déterminée pour une gamme de tailles d'électrodes dans la zone de chargement (6, 19, 151). 2 - Chargeur d'électrodes selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de positionnement à stabilisation élastique (6, 200, 20) comprennent en sortie de cavité de chargement d'électrodes (15b) une butée de positionnement (19) retenue en rotation par des moyens élastiques (20) et comprenant une face de butée (200) contre lesquels les électrodes viendront s'appuyer. 3 - Chargeur d'électrodes selon la revendication 2, caractérisé en ce que, en zone de chargement, les électrodes sont positionnées entre la face de butée (200) de la butée de chargement (19), la paroi intérieure du fond de goulotte de cavité d'électrode (151) et le cliquet de chargement (6) qui fait office de portail d'électrodes entre la goulotte de cavité d'électrodes (15b) et la zone de chargement. 4 - Chargeur d'électrodes selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'angle formé par la face (200) de la butée de chargement avec la face de fond de goulotte de cavité de chargement (151) est inférieur à 90 en position de fermeture et supérieur ou égal à 90 en sortie de chargement des électrodes sur les pinces du robot de soudure. 5 - Chargeur d'électrodes selon la revendication 4, caractérisé en ce que, en phase de sortie de zone de chargement d'électrodes (6, 19, 151), l'action mécanique des pinces sur l'électrode pousse sur le flanc (200) de la butée de chargement (19) et agit en rotation (21, 49) sur la butée de chargement (19), en opposition à un rappel élastique (20) qui tire la butée de chargement (19) pour l'amener vers une position de fermeture de la zone de chargement d'électrodes (6, 19, 151). 6 - Chargeur d'électrodes selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cliquet de chargement (6) faisant portail d'électrodes de la goulotte de cavité d'électrodes (15b) contribue par des moyens élastiques à stabiliser la position des électrodes (18) qui reposent contre la face extérieure du cliquet de chargement (6). 7 - Chargeur d'électrodes selon la revendication 1, caractérisé en ce que, en alignement de la zone de chargement d'électrodes (6, 19, 151) est monté sur le chargeur un dispositif de calage de position de pinces (45), consistant en un appendice amovible, spécialement adapté au chargeur, dont la position de fixation est stable et dont la fonction est de caler avec exactitude la position et l'axe des pinces pour assurer un chargement fiable. 8 - Chargeur d'électrodes selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un premier capteur (C 1), dont la fonction est de capter la sortie des électrodes (18) de la zone de chargement d'électrodes (6, 19, 151), est dirigé vers la zone de chargement d'électrodes (6, 19, 151). 9- Chargeur d'électrodes selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un second capteur (C2), dont la fonction est de vérifier le chargement des électrodes (18) sur les pinces (28), est positionné en dégagement de la zone de chargement. 10 - Chargeur d'électrodes selon les revendications 8 et 9, caractérisé en ce que les capteurs (Cl, C2) sont reliés à un réseau d'entreprise pour l'entretien et le contrôle à distance.25