Brevet FR2908062A1 — publié le 20080509

La présente invention concerne une ligne de production automatisée utilisable par exemple pour l'assemblage de pièces et notamment la réalisation de carrosseries de véhicules automobiles. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Une ligne de production de ce type comprend généralement des structures porteuses, mobiles, disposées successivement pour définir un chemin de passage des pièces le long duquel sont réparties des unités de travail qui sont agencées pour réaliser sur lesdites pièces des opérations telles qu'une fixation, un meulage, un collage, une peinture_ et qui sont regroupées en une pluralité de stations de travail ou cellules. Les structures porteuses sont par exemple des chariots de convoyeurs linéaires comprenant une chaîne sans fin d'entraînement des chariots s'étendant sur plusieurs stations. Le passage des pièces d'un chariot à l'autre est généralement réalisé dans une station de travail comportant un robot de manutention qui va saisir les pièces sur l'un des chariots, la déposer sur un outillage de maintien pour qu'une opération puisse être réalisée sur la pièce, puis saisir à nouveau la pièce pour la poser sur un autre chariot. Lorsque les lignes de production sont longues, les changements de chariots peuvent être nombreux, nécessitant autant de moyens de transbordement des pièces d'un convoyeur à l'autre et entraînant des périodes relativement longues pendant lesquelles les pièces ne sont pas travaillées mais simplement déplacées. OBJET DE L'INVENTION Un but de l'invention est de fournir un moyen permettant de limiter ces périodes pendant lesquelles aucune valeur ajoutée n'est apportée sur la pièce. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, on prévoit, selon l'invention, une 2908062 2 ligne de production automatisée comprenant au moins une première structure porteuse et une deuxième structure porteuse qui sont mobiles et disposées successivement pour définir un chemin de passage de pièces à proximité duquel 5 est monté un robot de travail agencé pour réaliser des opérations sur les pièces. Les structures porteuses ont des zones d'action se chevauchant dans une zone d'intersection, le robot de travail étant positionné au voisinage de la zone d'intersection et ayant une zone d'intervention 10 couvrant la zone d'intersection. Une unité de commande est reliée aux structures porteuses et au robot de travail pour piloter ceux-ci, l'unité de commande étant agencée pour piloter : - les structures porteuses de telle manière que, 15 dans la zone d'intersection, la deuxième structure porteuse se substitue à la première structure porteuse pour supporter une pièce à la place de la première structure porteuse, et - le robot de travail pour intervenir sur la pièce 20 dans la zone d'intersection pendant la substitution. Ainsi, avec une telle ligne de production, il est possible, dans la zone d'intersection, de faire passer une pièce d'une structure porteuse à une autre tout en réalisant une opération à valeur ajoutée sur la pièce. 25 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 limitatifs de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS 30 Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - Les figures 1 à 3 sont des vues schématiques de côté illustrant trois phases successives du fonctionnement d'une ligne de production selon un premier mode de mise en 35 oeuvre, 2908062 3 - la figure 4 est une vue analogue à la figure 1 d'une première variante du premier mode de mise en oeuvre, - la figure 5 est une vue analogue à la figure 1 d'une deuxième variante du premier mode de mise en oeuvre, 5 - la figure 6 est. une vue analogue à la figure 1 d'une ligne de production selon un deuxième mode de mise en œuvre, -les figures 7, 8 et 9 sont des vues analogues à celles des figures 1 à 3 illustrant trois phases du 10 fonctionnement d'une ligne de production conforme à un troisième mode de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 10 est une vue schématique d'une ligne de production selon une architecture commune aux modes de mise en oeuvre ci-dessus. 15 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 10, une ligne de production comprend, dans tous les modes de mise en oeuvre de l'invention décrits ci-après, une première structure porteuse 1 et une deuxième structure porteuse 2 qui sont 20 mobiles et qui sont disposées successivement pour définir un chemin de passage 10 (représenté en trait mixte) de pièces P. Les structures porteuses 1, 2, possèdent des éléments de positionnement 4.1, 4.2 des pièces P qui sont ici représentées par des pions de centrage mais peuvent 25 bien entendu être d'un autre type et combiner par exemple des supports plans horizontaux associés à des butées horizontales. Les structures porteuses 1, 2 ont des zones d'action 5.1, 5.2 se chevauchant en une zone d'intersection 6. 30 Le long du chemin de passage 10 sont disposées des unités de travail, ici des robots de travail 11, 12 ayant respectivement une zone d'intervention 13.1, 13.2 et appartenant à deux stations de travail, généralement désignées en 14.1, 14.2, disposées de façon adjacente. . Le 35 travail et/ou les opérations réalisées par les robots de 2908062 4 travail 11, 12 sur les pièces P n'ont pas d'incidence sur la mise en œuvre de l'invention et ne sont donc pas détaillés ici. Les opérations réalisées peuvent être, à titre indicatif, des opérations d'assemblage, de fixation 5 (soudage, collage, agrafage) de meulage, de peinture, de graissage, de mise en place d'un joint... La zone d'action 5.1 de la structure porteuse 1 s'étend ici en amont de la station de travail 14.1 jusqu'à la station de travail 14.2 tandis que la zone d'action 5.2 10 s'étend ici de la limite entre les stations de travail 14.1, 14.2 jusqu'en aval de la station de travail 14. 2 par référence au sens de circulation 15 des pièces P dans la ligne de production. La zone d'intersection 6 se trouve ainsi dans la station de travail 14.2 et la zone 15 d'intervention 13.2 du robot de travail 12 couvre la zone d'intersection 6. Une unité de commande 16, connue en elle-même, susceptible d'exécuter un programme informatique de pilotage, est reliée aux structures porteuses 1, 2 et aux 20 robots de travail 11, 12 pour piloter celles-ci. L'unité de commande 16, et plus précisément son programme de pilotage, est agencée pour piloter : - les structures porteuses 1, 2 de telle manière que, dans la zone d'intersection 6, la structure porteuse 2 25 se substitue à la structure porteuse 1 pour supporter une pièce P à la place de la structure porteuse 1, et - le robot de travail 12 pour intervenir sur la pièce P dans la zone d'intersection 6 pendant la substitution de la structure porteuse 2 à la structure 30 porteuse 1. La ligne de production comprend en outre des moyens d'escamotage relatifs des éléments de positionnement 4.1, 4.2 qui sont propres à chaque mode de mise en oeuvre et seront décrits en relation avec chacun de ceux-ci. Les 35 éléments de positionnement 4.1, 4.2 coopèrent avec des 2908062 5 parties pl, p2 différentes de chaque pièce P. Les différents modes de mise en oeuvre qui vont être décrits en relation avec les figures 1 à 9 diffèrent par les dispositifs utilisés comme structure porteuse. 5 En référence aux figures 1 à 3, dans la ligne de production conforme au premier mode de mise en oeuvre, la structure porteuse 1 et la structure porteuse 2 sont deux chariots de convoyeurs linéaires. Les éléments de positionnement 4.1 sont télescopiques entre une position 10 basse escamotée et une position haute en saillie et la structure porteuse 2 est réglable entre une position basse et une position haute. A la figure 1 on voit la structure porteuse 1, supportant une pièce P par ses éléments de positionnement 15 4.1 en position haute, déplacée de la station de travail 14 jusqu'à la zone d'intersection 6. La structure porteuse 2 en position basse est amenée entre la pièce P et la structure porteuse 1. Dès que la pièce P entre dans la zone d'intersection 6, le robot de travail 12 intervient sur la 20 pièce P. A la figure 2, la structure porteuse 2 est soulevée de telle manière que les éléments de positionnement 14.2 coopèrent avec les parties p2 de la pièce P. Le robot de travail 12 poursuit son intervention sur la pièce P dont la 25 hauteur dans la station de travail 14.2 n'a pas changé. A la figure 3, les éléments de positionnement 4.1 sont escamotés de sorte qu'ils quittent les parties pl de la pièce P. La pièce P n'est plus alors supportée que par la structure porteuse 2 qui s'est substituée à la structure 30 porteuse 2 dans la zone d'intersection 6. La structure porteuse 2 est ensuite déplacée le long du chemin de passage 10 dans la station 14.2. Le robot de travail 12 poursuit son intervention en suivant les mouvements de la pièce P. Les mouvements du robot de travail 12 sont donc 35 programmés pour suivre les mouvements de la pièce P. 2908062 6 Lorsque la structure porteuse 2 a pris en charge la pièce P, la structure porteuse 1 est dégagée de la pièce P et de la structure porteuse 2 puis ramenée en amont de la station de travail 14.1 pour qu'une nouvelle pièce P soit 5 chargée sur celle-ci. Dans la variante de la figure 4, la zone d'action 5.2 de la structure porteuse 2 s'étend de la zone d'intersection 6 incluse et s'arrête dans la station de travail 14.2. La ligne de production comporte une troisième 10 structure porteuse 3, identique à la structure porteuse 1 décrite ci-dessus, ayant une zone d'action 5.3 s'étendant dans la station de travail 14.2 et en amont de celle-ci, et recouvrant une partie de la zone d'action 5.3 dans une zone d'intersection 7 opposée à la zone d'intersection 6. 15 La structure porteuse 2 se substitue à la structure porteuse 1 comme précédemment dans la zone d'intersection 6. La structure porteuse 3 est ensuite substituée à la structure porteuse 2 dans la zone d'intersection 7. Pour ce faire, la structure porteuse 2 en position 20 haute avec la pièce P est amenée dans la zone d'intersection 7 et la structure porteuse 3 avec les éléments de positionnement 4.3 escamotés dans la zone d'intersection 7 sous la structure porteuse 2. Les éléments de positionnement 4.3 sont déployés 25 pour coopérer avec les parties pl et la structure porteuse 2 est amenée en position basse puis ramenée dans la zone d'intersection 6. Pendant les substitutions et entre celles-ci, le robot de travail 12 continue son intervention. 30 Dans la variante de la figure 5, la structure porteuse 2 et les éléments de positionnement 4.2 sont identiques à la structure porteuse 1 et aux éléments de positionnement 4.1 précédemment décrits, la zone d'action 5.2 étant identique à celle représentées aux figures 1 à 3. 35 Les éléments de positionnement 4.2. La ligne de production 2908062 7 comporte une troisième structure porteuse 3 immobile (ayant donc une zone d'action 5.3 limitée à la zone d'intersection 6). La structure porteuse 3 est substituée à la 5 structure porteuse 1 puis. la structure porteuse 2 est substituée à la structure porteuse 3. Pendant les substitutions et entre celles-ci, le robot de travail 12 continue son intervention. Dans le mode de mise en oeuvre de la figure 6, La 10 structure porteuse 1 est identique à celle précédemment décrite et la structure porteuse 2 est un robot de manutention dont les éléments de positionnement 4.2 sont agencés pour coopérer avec les parties p2 par au-dessus. Dans le mode de mise en oeuvre des figures 7 à 9, la 15 structure porteuse 1 est un robot de manutention qui saisit la pièce P par en dessous tandis que la structure porteuse 2 est un robot de manutention qui saisit la pièce P par au-dessus. L'inverse est également possible. L'unité de commande 16 est ici agencée pour 20 substituer progressivement les structures porteuses 1, 2 le long du chemin de passage 10 sans arrêter les structures porteuses. Les différentes phases de la substitution sont décomposées dans les figures 7 à 9. 25 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. En particulier, bien que la hauteur de la pièce P 30 soit maintenue constante dans les modes de mise en oeuvre décrits, la hauteur de la pièce P peut changer lors de la substitution ou après, le robot de travail 12 étant programmé en conséquence. Il va de soi que l'invention peut être réalisée en 35 intervertissant les dispositifs formant les structures 2908062 8 porteuses 1 et 2 notamment ou en combinant les modes de mise en œuvre et les variantes décrites. En variante, les structures porteuses peuvent être des tables à galets, des tapis sans fin, des supports 5 intermédiaires entraînés par des chaînes sans fin,... Les structures porteuses 1, 2 peuvent être agencées pour saisir la pièce selon deux côtés ou deux parties latérales opposées. REVENDICATIONS 1. Ligne de production automatisée comprenant au moins une première structure porteuse (1) et une deuxième structure porteuse (2) qui sont mobiles et disposées successivement pour définir un chemin de passage (10) de pièces (P) à proximité duquel est monté un robot de travail (12) agencé pour réaliser des opérations sur les pièces, une unité de commande (16) étant reliée aux structures porteuses et au robot de travail pour piloter ceux-ci, caractérisée en ce que les structures porteuses ont des zones d'action (5.1, 5.2) se chevauchant dans une zone d'intersection (6), en ce que le robot de travail est positionné au voisinage de la zone d'intersection et a une zone d'intervention (13.2) couvrant la zone d'intersection, et en ce que l'unité de commande est agencée pour piloter : - les structures porteuses de telle manière que, dans la zone d'intersection, la deuxième structure porteuse se substitue à la première structure porteuse pour supporter une pièce à la place de la première structure porteuse, et - le robot de travail pour intervenir sur la pièce dans la zone d'intersection pendant la substitution. 2. Ligne selon la revendication 1, dans laquelle au moins une des structures porteuses (1, 2) est un chariot de convoyeur linéaire. 3. Ligne selon la revendication 2, dans laquelle les structures porteuses (1, 2) sont des chariots de convoyeur linéaires comportant des éléments de positionnement (4.1, 4.2) des pièces, la ligne de production comportant des moyens d'escamotage relatif des éléments de positionnement de la première structure porteuse par rapport à ceux de la deuxième structure porteuse. 4. Ligne selon la revendication 1 ou la 2908062 10 revendication 2, dans laquelle au moins une des structures porteuses (1, 2) est un robot de manutention. 5. Ligne selon la revendication 1, dans laquelle les structures porteuses (1, 2) sont des robots de 5 manutention agencés pour saisir la pièce selon deux côtés opposés. 6. Ligne selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les structures porteuses (1, 2) comportent des éléments de positionnement 10 (4.1, 4.2) des pièces coopérant avec des parties (pl, p2) différentes de chaque pièce (P). 7. Ligne selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une troisième structure porteuse (3) ayant une zone d'action (5.3) 15 couvrant une partie de la zone d'action (5.2) de la deuxième structure porteuse (2) et dans laquelle l'unité de commande est agencée pour piloter : - les structures porteuses de telle manière que, dans ladite partie de la zone d'action de la deuxième 20 structure porteuse, la troisième structure porteuse se substitue à la deuxième structure porteuse pour supporter la pièce à la place de la deuxième structure porteuse, et - le robot de travail (12) pour intervenir sur la pièce dans ladite partie de la zone d'action de la deuxième 25 structure porteuse, pendant la substitution de la troisième structure porteuse à la deuxième structure porteuse. 10. Ligne selon la revendication 7, dans laquelle ladite partie de la zone d'action (5.2) de la deuxième structure porteuse (2) est la zone d'intersection 30 (6) de la zone d'action de la deuxième structure porteuse avec la zone d'action (5.1) de la première structure porteuse (1). 11. Ligne selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle, dans la zone 35 d'intersection (6), les structures porteuses sont agencées 2908062 11 pour positionner la pièce sensiblement à la même hauteur. 10. Ligne selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'unité de commande (16) est agencée pour arrêter les structures 5 porteuses (1, 2) le long du,chemin de passage (10) lors de la substitution. 11. Ligne selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'unité de commande (16) est agencée pour substituer progressivement 10 les structures porteuses (1, 2) le long du chemin de passage (10) sans arrêter les structures porteuses. 12. Ligne selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant plusieurs unités de travail (11, 12) réparties le long du chemin de passage 15 (10) pour définir plusieurs stations de travail (14.1, 14.2) adjacentes. 13. Ligne selon la revendication 12, dans laquelle les zones d'action (5.1, 5.2) de chaque structure porteuse (1, 2) s'étendent au moins en partie sur au moins 20 deux stations de travail (14.1, 14.2) adjacentes.