Brevet FR2905887A1 — publié le 20080321

La présente invention concerne une station robotisée de travail et plus particulièrement une station de fixation de pièces telles que des éléments de carrosserie d'un véhicule automobile. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Il est connu des stations de fixation d'une première pièce sur une deuxième pièce, comportant un premier robot de positionnement pour la première pièce, un deuxième robot de positionnement pour la deuxième pièce et une unité de fixation qui sont reliés à une unité de pilotage. Le premier robot de positionnement maintient la première pièce sur la deuxième pièce en coordination avec le deuxième robot de positionnement qui déplace la deuxième pièce en regard de l'unité de fixation. Le pre- mier robot de positionnement peut se révéler encombrant lors de la fixation des pièces, par exemple en raison de risques d'interférences avec l'unité de fixation en mouvement. La productivité d'une telle station est en outre relativement faible et peut difficilement être augmentée. Or, les utilisateurs de telles stations de travail ont généralement un besoin de productivité et de rentabilité, c'est-à-dire d'exploiter au maximum les stations de travail et les éléments qui les composent, et de flexibilité de manière que les stations de travail puis- sent être facilement adaptées à différents types de pièces, différentes cadences et à des modifications du processus de fabrication, ce besoin de flexibilité ne devant toutefois pas être satisfait au détriment de la rentabilité. OBJET DE L'INVENTION Un but de l'invention est de proposer une station de travail permettant de satisfaire au moins en partie les besoins ci-dessus énoncés. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, on prévoit, selon l'invention, une 35 2905887 2 station de fixation d'une première pièce sur une deuxième pièce, comportant une unité de positionnement de la deuxième pièce, un robot de positionnement de la première pièce, une unité de fixation et une unité de pilotage, le 5 robot de positionnement étant pourvu d'une tête de préhension de la première pièce et d'une tête de fixation, et l'unité de pilotage étant agencée pour commander : - le robot de positionnement pour positionner au moyen de sa tête de préhension la première pièce sur la 10 deuxième pièce, - l'unité de fixation pour commencer la fixation de la première pièce, - le robot de positionnement pour lâcher la première pièce lorsque la fixation est suffisamment avancée 15 pour figer la position de la première pièce sur la deuxième pièce, - le robot de fixation pour effectuer, au moyen de sa tête de fixation, une opération de fixation de la première pièce sur la deuxième pièce. 20 Ainsi, le robot de positionnement assure, grâce à sa double tête, deux fonctions, à savoir : - une fonction de positionnement de la première pièce sur la deuxième pièce tant que la fixation de la première pièce n'est pas suffisamment avancée pour en fi- 25 ger la position, - une fonction de fixation dès qu'il n'est plus nécessaire que le robot exerce sa fonction de positionne-ment. Ceci permet d'accélérer l'opération de fixation et de limiter le risque d'interférence du robot de position- 30 nement avec l'unité de fixation. Le robot de positionne-ment peut en outre effectuer la fixation dans les zones difficiles d'accès pour l'unité de fixation. Avantageusement, l'unité de fixation est une tête de fixation sensiblement fixe et l'unité de positionne- ment de la deuxième pièce est un robot commandé par 2905887 3 l'unité de pilotage pour déplacer la deuxième pièce par rapport à l'unité de fixation, l'unité de pilotage étant agencée pour commander le robot de positionnement de manière coordonnée avec l'unité de positionnement. 5 On combine les avantages de l'utilisation d'une tête fixe (celle de l'unité de fixation) et d'une tête mobile (celle du robot de positionnement) qui peut notamment effectuer la fixation dans les zones inaccessibles pour la tête fixe. 10 Selon un mode de réalisation particulier, la tête de préhension et la tête de fixation du robot de positionnement sont montées sur un support agencé pour per-mettre une substitution d'une tête à l'autre. Ce mode de réalisation est particulièrement sim- 15 ple et permet un passage rapide de la fonction de posi- tionnement à la fonction de fixation. Selon un mode de réalisation particulier, après que le robot de positionnement a lâché la première pièce lorsque la fixation est suffisamment avancée pour figer 20 la position de la première pièce sur la deuxième pièce, l'unité de pilotage est agencée pour commander : - le robot de positionnement pour positionner au moins une troisième pièce B sur la deuxième pièce C, - l'unité de fixation pour commencer la fixation 25 de la troisième pièce, - le robot de positionnement pour lâcher la troisième pièce lorsque la fixation est suffisamment avancée pour figer la position de la troisième pièce sur la deuxième pièce. 30 Ainsi, le positionnement de la troisième pièce est effectué en temps masqué, pendant l'achèvement de la fixation de la première pièce, de sorte que l'unité de fixation peut, dès l'achèvement de la fixation de la première pièce, passer sans temps mort à la fixation de la 35 troisième pièce. En outre, lorsque les première et troi- 2905887 4 sième pièces sont au moins un peu espacées sur la deuxième pièce, le positionnement de la troisième pièce permet au robot de positionnement de dégager la zone de la première pièce, facilitant ainsi l'accès à celle-ci 5 par l'unité de fixation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention. 10 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence à la figure unique annexée représentant schématiquement une station conforme à l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 15 La station conforme à l'invention est agencée pour fixer une première pièce A et une deuxième pièce B sur une troisième pièce C. En référence à la figure 1, la station de travail, généralement désignée en 1, comprend un robot de 20 positionnement 2 pour la pièce C, permettant de faire entrer dans la station 1 la pièce C et de faire sortir de la station la pièce C sur laquelle sont fixées les pièces A et B. Le chargement et le déchargement des pièces C sur le robot de positionnement 2 sont par exemple réalisés 25 par un opérateur ou par le robot de positionnement 2 lui-même retirant ou déposant les pièces dans des magasins situés au voisinage de la station. Des chargeurs 3A et 3B approvisionnent la station respectivement en pièces A et B. Les chargeurs 3A et 3B sont connus en eux-mêmes et 30 peuvent être constitués de convoyeurs, de robots, de magasins de pièces (comme en l'espèce)... ou être remplacés par un opérateur. La station 1 comprend également une unité de fixation et un robot de positionnement 4 pour les pièces 35 A et B. 2905887 5 L'unité de fixation est ici une tête fixe de soudage 9. La tête fixe de soudage 9 est ici une tête laser mais d'autres modes de fixation sont bien entendu envisageables, comme le soudage électrique, le collage, l'agra- 5 fage, le sertissage, le vissage... La tête fixe 12 peut posséder un degré de liberté permettant un débattement angulaire pour orienter en cas de besoin le faisceau laser par rapport aux pièces à souder. Le robot de positionnement 4 comprend un bras 10 ayant une extrémité libre équipée d'un support 5 comportant deux têtes, à savoir une tête de préhension 8 agencée, de façon connue en soi, pour saisir une pièce A ou une pièce B et une tête de soudage 6 connue en elle-même. Le support 5 est monté sur le bras du robot de position- 15 nement 4 pour pivoter de manière à pouvoir échanger les positions de la tête de soudage 6 et de la tête de préhension 7. Le robot de positionnement 2, les chargeurs 3A et 3B, le robot de positionnement 4 et la tête fixe de sou- 20 dage 9 sont reliés à une unité de pilotage 8 pour être commandés par celle-ci. L'unité de pilotage 8 comprend, de façon connue en soi, des moyens informatiques agencés pour exécuter un programme de commande pour la mise en œuvre d'un procédé de fixation des pièces A et B sur la 25 pièce C. Les opérations dont la réalisation est commandée par l'unité de pilotage 8 en fonction du programme de commande vont maintenant être détaillées. Le robot de positionnement 4 commence par aller 30 chercher une pièce A dans le chargeur 3A de manière que la pièce A soit maintenue dans la tête de préhension 7. Simultanément, le robot de positionnement 2 amène une pièce C et la met en position dans la station de travail 1. 35 Le robot de positionnement 4 présente la pièce A 2905887 6 en regard de la pièce C et positionne la pièce A sur la pièce C. Le robot de positionnement 2 et le robot de positionnement 4 se déplacent alors de façon coordonnée de 5 manière à déplacer le point d'impact du faisceau laser de la tête fixe de soudage 9 le long des zones de fixation de la pièce A sur la pièce C. Lorsque la fixation est suffisamment avancée pour figer la position de la pièce A sur la pièce C, le robot 10 de positionnement 4 lâche la pièce A. Le robot de positionnement 4 va alors chercher une pièce B, la présente en regard de la pièce C et la positionne sur la pièce C pendant l'opération de fixation de la pièce A sur la pièce C par la tête fixe de fixation 15 9. Le robot de positionnement 2 et le robot de positionnement 4 se déplacent alors de façon coordonnée de manière à déplacer le point d'impact du faisceau laser de la tête fixe de soudage 9 le long des zones de fixation 20 de la pièce B sur la pièce C. Lorsque la fixation de la pièce B sur la pièce C est suffisamment avancée pour figer la position de la pièce B sur la pièce C, le robot de positionnement 4 lâche la pièce B. 25 La substitution de la tête de soudage 6 à la tête de préhension est alors effectuée et le robot de positionnement 4 termine avec la tête fixe de soudage 9 la fixation des pièces A et B, par exemple en intervenant dans les zones difficilement accessibles par le faisceau 30 laser émis par la tête fixe de soudage 9. Puis, le robot de positionnement 4 va chercher une nouvelle pièce A et le cycle peut recommencer. En va- riante, la tête de soudage 6 peut être utilisée pour fixer la pièce A avant que le robot de positionnement 4 35 n'aille chercher une pièce B ou le robot de positionne- 2905887 7 ment 4 peut aller chercher une nouvelle pièce A avant la fin de la fixation de la pièce B sur la pièce C par exemple si toutes les zones de fixation restantes sont aisé-ment accessibles pour la tête fixe de soudage 9. 5 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 que défini par les revendications. On peut ainsi prévoir sur une tête de préhension 10 multiface avec sur chaque face un emplacement de réception d'une pièce A et/ou un emplacement de réception d'une pièce B. Il est alors possible, pendant que les pièces A et B d'une face sont en train d'être fixées sur la pièce C, de charger de nouvelles pièces A et B sur la 15 face opposée à la pièce C, ou de charger simultanément des pièces A et B sur les deux faces afin de n'effectuer ce chargement que toutes les deux pièces C. En outre, il est possible d'agencer la station pour permettre la fixation d'une seule pièce sur la pièce 20 C ou de plus de deux pièces, par exemple en multipliant le nombre de robots de positionnement ou le nombre d'emplacements disponibles sur le support de celui-ci. Le robot de positionnement 2 peut être toute uni-té de positionnement mobile telle qu'un convoyeur équipé 25 d'un support mobile permettant de déplacer la pièce dans au moins une direction horizontale transversale au convoyeur par rapport à la tête de soudage fixe. Il est entendu que lorsqu'il est mentionné que la pièce B est fixée sur la pièce C, la pièce B peut être 30 fixée sur tout élément solidaire de la pièce C et par exemple la pièce A. En variante, la fixation de la pièce A (une fois celle-ci lâchée par le robot de positionnement 4) peut être interrompue pour fixer la pièce B (amenée par le ro- 35 bot de positionnement 4) et figer la position de celle-ci 2905887 8 sur la pièce C, la fixation des pièces A et B par la tête fixe de soudage étant terminée une fois que le robot de positionnement 4 a dégagé la zone de fixation. La tête de fixation 9 peut être totalement fixe. REVENDICATIONS 1. Station de fixation d'une première pièce (A) sur une deuxième pièce (C), comportant une unité de posi- tionnement (2) de la deuxième pièce, un robot de positionnement (4) de la première pièce, une unité de fixation (9) et une unité de pilotage (8), caractérisée en ce que le robot de positionnement est pourvu d'une tête de préhension (7) de la première pièce et d'une tête de fixation (6) et en ce que l'unité de pilotage est agencée pour commander : - le robot de positionnement pour positionner au moyen de sa tête de préhension la première pièce sur la deuxième pièce, -l'unité de fixation pour commencer la fixation de la première pièce, - le robot de positionnement pour lâcher la première pièce lorsque la fixation est suffisamment avancée pour figer la position de la première pièce sur la deuxième pièce, - le robot de positionnement pour effectuer, au moyen de sa tête de fixation, une opération de fixation de la première pièce sur la deuxième pièce. 2. Station selon la revendication 1, dans la- quelle l'unité de fixation est une tête de fixation sensiblement fixe (9) et l'unité de positionnement (2) de la deuxième pièce (C) est un robot commandé par l'unité de pilotage (8) pour déplacer la deuxième pièce par rapport à l'unité de fixation, l'unité de pilotage étant agencée pour commander le robot de positionnement (4) de manière coordonnée avec l'unité de positionnement. 3. Station selon la revendication 1, dans la- quelle la tête de préhension (7) et la tête de fixation (6) du robot de positionnement (4) sont montées sur un support (5) agencé pour permettre un échange de position 2905887 10 des têtes. 4. Station selon la revendication 1, dans la-quelle, après que le robot de positionnement (4) a lâché la première pièce (A) lorsque la fixation est suffisam- 5 ment avancée pour figer la position de la première pièce sur la deuxième pièce (C), l'unité de pilotage (8) est agencée pour commander : - le robot de positionnement pour positionner au moins une troisième pièce (B) sur la deuxième pièce (C), 10 - l'unité de fixation pour commencer la fixation de la troisième pièce, - le robot de positionnement pour lâcher la troisième pièce lorsque la fixation est suffisamment avancée pour figer la position de la troisième pièce sur la 15 deuxième pièce. 5. Station selon la revendication 4, dans la-quelle l'unité de pilotage (8) commande le robot de positionnement (4) pour effectuer une opération de fixation de la première pièce (A) et de la troisième pièce (B) 20 avec l'unité de fixation (9). 6. Station selon la revendication 4, dans la-quelle l'unité de pilotage (8) commande le robot de positionnement (4) pour effectuer une opération de fixation sur la première pièce (1) avant d'aller chercher la troisième pièce (B).