Brevet FR2896178A1 — publié le 20070720

La présente invention concerne un procédé de ré-agencement d'une ligne de production et un ensemble de production utilisable pour la mise en oeuvre de ce procédé. L'invention est par exemple utilisable dans le domaine automobile, pour la fabrication et l'assemblage de pièces de carrosserie ou de moteurs. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Une ligne de production comprend des unités opé-10 rationnelles qui sont agencées et pilotées pour réaliser des tâches sur une ou plusieurs pièces. Les unités opéra- tionnelles sont par exemple des robots, des outils auto- matisés, des convoyeurs... Les contraintes industrielles actuelles relatives 15 notamment au renouvellement des gammes de produits, à l'amélioration de la productivité, à l'augmentation du nombre de pièce à produire, à la flexibilité des ateliers de production imposent des évolutions périodiques des lignes de production. Ces évolutions ne posent pas de pro- 20 blêmes lorsqu'elles se limitent à une reprogrammation d'automates ou de mouvements de robots, ou à un réglage d'éléments de positionnement des pièces, mais il arrive qu'il faille procéder en plus à un réagencement des uni-tés opérationnelles. Un tel réagencement suppose de dé- 25 placer individuellement les unités opérationnelles et d'en rajouter de nouvelles de sorte que la durée du ré-agencement est relativement longue. Cette durée rend le réagencement coûteux parce que, d'une part, pendant toute la durée du réagencement des techniciens spécialisés sont 30 mobilisés, et que, d'autre part, aucune pièce n'est pro-duite pendant le réagencement. OBJET DE L'INVENTION Il serait donc intéressant de disposer d'un moyen permettant d'augmenter la flexibilité dune ligne de pro-35 duction. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un procédé de réagencement d'une ligne de production comprenant au moins une station de travail comportant un bâti sur lequel est montée au moins une unité opérationnelle agencée pour réaliser des tâches, le procédé comprenant les étapes d'ajouter une station de travail dans la ligne de production et de mettre en place des moyens d'association fonctionnelle des stations de travail pour répartir les tâches entre les stations de travail. Ainsi, la ligne de production est agencée en stations modulaires dont l'association peut être réalisée rapidement et permet une redistribution des tâches. La ligne de production ainsi réalisée est modulable autori- sant une organisation flexible de l'atelier dans laquelle la ligne de production est installée. L'invention a également pour objet un ensemble de production comprenant au moins une première station de travail et: une deuxième station de travail qui sont adja-centes par un de leurs côtés et qui comportent chacune un bâti sur lequel sont montées des unités opérationnelles dont au moins un robot agencé pour intervenir sur une pièce maintenue dans une zone de travail de la station correspondante, l'ensemble de production comprenant des moyens d'association fonctionnelle des stations. Selon une première caractéristique avantageuse, les moyens d'association fonctionnelle comprennent un dispositif de convoyage de pièces comportant un support de pièce déplaçable d'une première position dans la zone de travail de la première station à une deuxième position dans la zone de travail de la deuxième station, le dispositif de convoyage étant piloté pour que le support de pièce possède au moins une troisième position intermédiaire entre les première et deuxième positions, au moins un des robots étant agencé pour intervenir sur la pièce en position intermédiaire. L'ensemble de production est modulable du fait des stations et de l'agencement du dispositif de con-voyage. Le robot peut accéder à une partie de la pièce qui ne lui est pas accessible lorsque la pièce est dans la position de travail normal. La possibilité d'arrêt de la pièce en position intermédiaire permet alors une plus grande souplesse d'emploi de la station en augmentant les possibilités d'intervention du robot et augmente la flexibilité de l'ensemble de production. Selon une deuxième caractéristique avantageuse, les bâtis comprennent des passages qui débouchent au moins sur le côté adjacent des stations et qui reçoivent des éléments de transmission d'énergie dont au moins une partie est reliée aux unités opérationnelles, les éléments de transmission d'énergie comprenant des organes de connexion réciproques au voisinage de ce côté pour former au moins une partie des moyens d'association fonctionnelle. L'interconnexion des stations peut alors être réalisée de façon simple et rapide en limitant l'emprise de la station, ce qui fait de l'ensemble de production ainsi agencé un ensemble modulable et flexible dont les stations peuvent être associées rapidement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de mise en oeuvre particuliers non limita-tifs de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de dessus d'une ligne de production conforme à l'invention, 25 30 - la figure 2 est une vue schématique de dessus d'une ligne de production selon une variante de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue schématique en perspec- tive d'une station de cette ligne de production, -la figure 4 est une vue partielle en perspec- tive d'une variante de réalisation de cette station. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 1, une ligne de produc- tion conforme à l'invention comprend des stations de travail, généralement désignées en l.A et 1.B, comportant chacune un bâti 2.A, 2.B sur lequel sont montées des uni-tés fonctionnelles. Les bâtis 2.A, 2.B sont adjacents par un côté. Les unités fonctionnelles comprennent ici des ro-bots 3.A, 3.B et 4.A, 4.B agencés pour réaliser des travaux sur la pièce. Chaque robot 3.A, 3.B, 4.A, 4.B peut être par exemple un robot de soudage, un robot d'usinage (de meulage notamment), un robot de sertissage... Les ro- bots 3.A, 3.B, 4.A, 4.B sont organisés autour d'une zone de travail 5.A, 5.B respectivement. La station 1.B comporte en outre un robot manipulateur 6.B. Le robot manipulateur 6.B est agencé pour saisir la pièce dans la zone de travail 5.B et la déposer dans une zone de déchargement 7 située à l'extérieur de la station de travail 1.B au voisinage de celle-ci. La ligne de production est parcourue par un dis-positif de convoyage de pièces qui traverse les stations 1.A, 1.B. Le dispositif de convoyage de pièces est ici un convoyeur 10, linéaire, qui comporte un support de pièces 11 et qui est agencé de telle manière que le support de pièce 11 possède une première position correspondant à la zone de travail 5.A, une deuxième position correspondant à le zone de travail B et une position intermédiaire dans laquelle le support de pièces 11 est à cheval sur les stations de travail l.A, 1.B dans une zone de travail commune 8.AB. Le support de pièces est ici représenté en position intermédiaire. On notera que les robots 3.A, 3.B sont situés en- tre la zone de travail 5.A, 5.B et la zone 8.AB dans la-quelle se trouve le support de pièce 11 en position intermédiaire de telle manière que les robots 3.A, 3.B puissent réaliser un travail sur la pièce lorsque celle-ci se trouve dans la zone de travail 5.A, 5.B respective- ment et lorsqu'elle se trouve dans la zone de travail commune 8.AB. Les robots 4.A, 4.B sont eux au voisinage direct de la zone de travail 5.A, 5.B. Le convoyeur 10 possède ici une position de char-gement, non visible sur la figure 1, se trouvant en amont de la plate-forme 1.A par rapport au sens de déplacement du support de pièces 11 (indiqué par la flèche 12). Les robots 3, 4, 6 et le convoyeur 10 sont reliés à un automate de pilotage 13, connu en lui-même, agencé pour exécuter un programme de pilotage et commander, en fonction de celui-ci, les robots 3, 4, 6 et le convoyeur 10 pour réaliser des tâches sur les pièces entrant dans la ligne de production. Dans la variante de la figure 2, le robot manipu- lateur 6.A est monté sur la station de travail 1.A pour emporter les pièces d'une zone de chargement 9.A extérieure à la station 1.A jusqu'à la zone de travail 5.A où le robot manipulateur 6.A dépose les pièces sur le support de pièce 11 en attente. Le convoyeur 10 possède ici une position de dé-chargement (représentée en trait mixte double sur la figure 2) se trouvant en aval de la plate-forme l.B par rapport au sens de déplacement du support de pièces 11 (indiqué nar ]a flèche 1.2). La station l.A est mieux visible à la figure 3. En référence à cette figure, le bâti 2.A délimite des canaux 20 recevant des éléments de transmission d'énergie 21. Ces éléments de transmission d'énergie 21 comprennent par exemple des canalisations de transport de fluide ou des câbles électriques qui sont reliés aux uni-tés opérationnelles de la station de travail 1.A pour les alimenter en énergie. Ces éléments de transmission d'énergie 21 comprennent en outre des canalisations de transport de fluide ou des câbles électriques qui sont reliés aux unités opérationnelles de la station de travail 1.A et à l'automate de pilotage 13 pour échanger des signaux constituant des instructions (signaux allant de l'automate de pilotage 13 vers les unités opérationnel-les) ou des informations provenant notamment de capteurs d'état ou de présence (signaux allant des unités opérationnelles vers l'automate de pilotage 13) permettant une communication des unités opérationnelles. Ces éléments de transmission d'énergie 21 comprennent en outre des canalisations de transport de fluide ou des câbles électri- quel qui sont reliés aux unités opérationnelles de la station de travail 1.B pour alimenter celles-ci en énergie ou pour échanger des signaux avec l'automate de pilotage 13. Les canaux 20 débouchent ici sur le côté du bâti 2.A adjacent au côté correspondant du bâti 2.B et cer- tains des éléments de transmission d'énergie 21 ont de ce côté du bâti 2.A des extrémités pourvues d'organes de connexion 22 destinés à coopérer avec des organes de connexion réciproques d'éléments de transmission d'énergie analogues reçus dans des canaux ménagés dans le bâti 1.B. Les canaux 20 débouchent ici également du côté opposé du bâti 2.A pour permettre la liaison des éléments de transmission d'énergie 21 à l'automate de pilotage 13 et à des sources d'énergie non représentées. La station 1.A comprend en outre des moyens de positionnement relatif par rapport à la station 1.B. Ces moyens comprennent des vérins à vis 24 fixés sous le bâti 2.A pour permettre une mise à niveau des bâtis 2.A, 2.B et des pions 25 s'étendant en saillie du bâti 2.A pour être reçus respectivement dans une rainure horizontale et une rainure verticale ménagées en correspondance sur le bâti 2.B pour positionner horizontalement les stations 1.A, l.B. Ces moyens de positionnement relatif peuvent bien entendu avoir des structures différentes et comprendre des languettes, des cônes, des vérins.... La zone de chargement 9.A comprend un magasin 23 de pièces empilées les unes sur les autres. Il va de soi que ce magasin peut être agencé différemment et comporter un châssis auquel les pièces sont suspendues. Il est en outre possible de prévoir un magasin comportant des piè- ces de types différents dans le cas où la ligne de production est pilotée pour produire différents types de pièces. S'il est nécessaire de faire évoluer la ligne de production ainsi formée, il suffit de mettre en oeuvre le 20 procédé de réagencement de l'invention. Ce procédé comprend les étapes d'ajouter une station de travail dans la ligne de production et de mettre en place des moyens d'association fonctionnelle des stations de travail pour répartir les tâches entre les sta- 25 tions de travail. La mise en place des moyens d'association fonctionnelle réside ici dans : - le raccordement des éléments de transmission 21 des stations les uns aux autres et à l'automate de pilo-30 tage 13, - :a configuration du convoyeur 10 pour permettre un arrêt en position intermédiaire et la configuration des robots pour travailler sur la pièce en position intermédiaire, 35 - la reprogrammation de l'organe de pilotage 13 pour répartir les tâches entre les stations de travail. En variante, comme représenté sur la figure 4, le bras du robot manipulateur 6.A a une extrémité libre pourvue d'un organe, connu en lui-même, de connexion / déconnexion à un support intermédiaire 30 et la zone de chargement. 9.A comprend un châssis 31 de stockage tempo-raire et de présentation de deux supports intermédiaires 30. Le châssis 31 est ici formé d'un cadre auquel les supports intermédiaires 30 sont destinés à être suspen- dus, le cadre présentant du côté de la station 1.A, une ouverture 32 d'accès par le bras du robot manipulateur 6.A et d'un côté opposé une ouverture 33 de chargement d'au moins une pièce sur le support intermédiaire 30. L'ouverture 32 permet au robot manipulateur 6.A de sus- pendre au châssis 31 le support intermédiaire 30 vide et de se connecter au support intermédiaire 30 chargé d'une pièce pour amener celle-ci dans la zone de travail 5.A. L'ouverture 33 permet, à un robot ou à un opérateur éventuellement assisté par un dispositif d'aide à la manuten- tion, de charger une pièce sur le support intermédiaire 30 suspendu au châssis 31. Le châssis 31 et l'ensemble des composants de la zone de chargement sont ici solidaires d'un bâti 34 comportant des moyens de sa liaison fonctionnelle à la sta- tion de travail I.A. En variante, le bâti 31 peut être agencé pour supporter plusieurs supports intermédiaires équipés de pièces de types différents, le robot manipulateur 6.A saisissant le support de la pièce dont le type est en cours de fabrication. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des va-riantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel m le déf ni nar les revendications. En particulier, il est possible d'utiliser, comme dispositif de transport de pièces entre les stations et les zones de chargement et / ou déchargement, un dispositif différent du robot manipulateur 6 comme un convoyeur linéaire au sol ou suspendu. Par ailleurs, la structure des stations peut être différente de celle décrite notamment en ce qui concerne la forme des bâtis, le nombre et le type d'unités opérationnelles, le type de dispositif de convoyage, la présence d'éléments de positionnement attachés à la station... Dans chaque station, il est possible de prévoir un dispositif, comme un robot de manipulation, pour dé-charger la pièce du support de pièce 11 et l'amener sur un outil de positionnement dédié. Le dispositif de convoyage peut posséder plus d'une position intermédiaire. En variante, le convoyeur 10 peut être relié à la baie de commande d'un des robots ou à une baie de commande de plusieurs robots. Ceci permet d'arrêter le convoyeur dans une infinité de positions augmentant le nombre de possibilités d'accès par les robots. Ceci simplifie en outre la gestion des interférences possibles entre les robots et le convoyeur. Une baie de commande unique par station peut être utilisée pour commander tous les robots et le convoyeur. En variante également, un ou plusieurs robots peuvent être programmés pour travailler sur la pièce alors que celle-ci est en cours de déplacement par le convoyeur. Les zones de chargement et de déchargement peu- vent comprendre des bâtis pourvus de moyens d'associa- tions fonctionnelles avec les stations de travail. La zone de chargement peut être simplement agencée sous la forme d'un magasin de pièces qu'un opérateur doit charger directement sur le préhenseur du robot mani- pulateur ou sur le support intermédiaire. REVENDICATIONS 1. Procédé de réagencement d'une ligne de production comprenant au moins une station de travail (1.A) comportant: un bâti (2.A) sur lequel est montée au moins une unité opérationnelle (3.A, 4.A) agencée pour réaliser des tâches, le procédé comprenant les étapes d'ajouter une station de travail (l.B) dans la ligne de production et de met.:re en place des moyens d'association fonction- nelle des stations de travail pour répartir les tâches entre les stations de travail. 2. Ensemble de production comprenant au moins une première station de travail (1.A) et une deuxième station de travail (1.B) qui sont adjacentes par un de leurs cô- tés et qui comportent chacune un bâti (2.A, 2.B) sur le-quel sont montées des unités opérationnelles (3.A, 4.A, 4.A, 4.B) dont au moins un robot (3.A, 3.B) agencé pour intervenir sur une pièce maintenue dans une zone de travail (5.A, 5.B) de la station correspondante, l'ensemble de production comprenant des moyens d'association fonc- tionnelle des stations. 3. Ensemble de production selon la revendication 2, dans lequel les moyens d'association fonctionnelle comprennent un dispositif de convoyage (10) de pièces comportant un support de pièce (il) déplaçable d'une première position dans la zone de travail (5.A) de la première station (l.A) à une deuxième position dans la zone de travail (5.B) de la deuxième station (1.B), le dispositif de convoyage étant piloté pour que le support de pièce possède au moins une troisième position intermédiaire (8.AB) entre les première et deuxième positions, au moins un des robots (3.A, 3.B) étant agencé pour intervenir sur la pièce maintenue dans la position intermédiaire. 4. Ensemble de production selon la revendication3, dans lequel le dispositif de convoyage de pièces est un convoyeur linéaire (10). 5. Ensemble de production selon la revendication 3, le dispositif de convoyage (10) comportant au moins une autre position à l'extérieur des stations (1.A, 1.B). 6. Ensemble de production selon la revendication 3, dans lequel le dispositif de convoyage (10) est relié pour être commandé à une baie de commande d'au moins un robot (3). 7. Ensemble de production selon la revendication 3, dans lequel les robots (3, 4) sont programmés pour intervenir alors que le dispositif de convoyage (10) est en mouvement. 8. Ensemble de production selon la revendication 2, dans lequel les bâtis (2.A) comprennent des passages (20) qui débouchent au moins sur le côté adjacent des stations et qui reçoivent des éléments de transmission d'énergie (21) dont au moins une partie est reliée aux unités opérationnelles (3.A, 4.A, 6.A), les éléments de transmission d'énergie comprenant des organes de connexion (22) réciproques au voisinage de ce côté pour former au moins une partie des moyens d'association fonctionnelle. 9. Ensemble de production selon la revendication 2, dans lequel la première station (1.A) comprend un dis-positif de transport (6.A) de pièces entre une zone de chargement (9.A) extérieure à la première station et la zone de travail (5.A) de la première station. 10. Ensemble de production selon la revendication 9, dans lequel le dispositif de transport comprend un bras manipulateur (6.A) ayant une extrémité libre pourvue d'un support intermédiaire (30) dans lequel un opérateur peut charger une pièce. 11. Ensemble de production selon la revendication 9, dans lequel la zone de chargement (9.A) comprend unmagasin de pièces (23). 12. Ensemble de production selon la revendication 9, dans lequel le dispositif de transport comprend un bras manipulateur (6.A) ayant une extrémité libre connec- table à un support intermédiaire (30) et la zone de chargement (9.A) comprend un châssis (31) de stockage tempo-raire et de présentation d'au moins un support intermédiaire, le châssis comportant d'un côté une ouverture d'accès (32) par le bras manipulateur au support intermé- diaire stocké et d'un côté opposé une ouverture de char- gement (33) d'une pièce sur le support intermédiaire stocké. 13. Ensemble de production selon la revendication 12, comprenant deux supports intermédiaires (30) et le châssis (31) de stockage temporaire et de présentation étant agencé pour accueillir simultanément les deux supports intermédiaires. 14. Ensemble de production selon la revendication 13, dans lequel les supports intermédiaires (30) sont agencés pour supporter des pièces différentes. 15. Ensemble de production selon la revendication 9, dans lequel la deuxième station (1.B) comprend un dis- positif de transport (6.B) de pièces de la zone de tra- vail (5.B) de la deuxième station à une zone de décharge- ment (7.B) extérieure à la deuxième station. 16. Ensemble de production selon la revendication 15, dans lequel le dispositif de transport est un robot manipulateur (6.B). 17. Ensemble de production selon la revendication 2, dans lequel les moyens d'association fonctionnelle comprennent des organes de positionnement relatif des bâtis (2.A, 2.B).