Brevet FR2903030A1 — publié le 20080104

Dispositif d'assemblage de deux panneaux de tôle par sertissage L'invention concerne un dispositif d'assemblage de deux panneaux de tôle par sertissage, ainsi qu'un procédé de sertissage, en effectuant une opération de présertissage et une opération de sertissage. Le sertissage est mis en oeuvre pour assembler les deux panneaux de tôles en repliant un bord du premier 10 panneau sur un bord du second panneau. Les opérations de sertissage sont réalisées avec un bras mobile d'un robot portant un outil de sertissage incluant un galet ou une molette : le bras est alors déplacé le long du bord à sertir pour exercer sur celui- 15 ci un effort par l'intermédiaire du galet. Afin d'obtenir une qualité de pliage satisfaisante, il peut être indispensable de réaliser le sertissage en deux opérations, voire trois opérations. Ainsi, le bras est déplacé une première fois le 20 long du bord pour exercer un effort permettant de plier partiellement ce bord, puis il est déplacé une seconde fois le long du bord pour exercer un effort permettant de l'appliquer sur l'autre bord pour qu'il l'enserre. En effet, dans le cas d'un bord devant être replié 25 sur un angle total valant important tel que 105 degrés, il n'est pas possible d'effectuer le repli complet du bord en une opération unique : celui-ci impliquerait qu'un unique galet forme un angle de 105 degrés avec le bord à sertir le long duquel il est déplacé. 30 Une telle déformation du bord ne peut pas être réalisée en une opération unique : ceci provoquerait un déplacement latéral de la ligne de pliage par rapport à la ligne de pliage souhaitée. Dans les dispositifs connus, l'effort exercé par le 35 galet sur le bord à sertir est par exemple généré et/ou asservi grâce à un dispositif tel que celui décrit dans 2903030 2 la demande de brevet FR-A-2 843 549, en étant éventuellement contrôlé par un capteur. Le but de l'invention est de proposer un moyen de réaliser le sertissage d'une pièce de façon simple et 5 rapide et offrant une qualité satisfaisante. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'assemblage par pliage d'un bord d'un premier panneau de tôle sur un bord d'un second panneau de tôle, ce dispositif comprenant un bras mobile portant un outil pour exercer un effort sur le bord du premier panneau afin d'une part de le plier vers le bord du second panneau et d'autre part de l'appliquer sur le bord du second panneau, caractérisé en ce que l'outil comprend au moins un galet de pré sertissage et un galet de sertissage montés l'un derrière l'autre, dans le sens de déplacement de l'outil, sur un support, et en ce que les axes des deux galets forment entre eux un angle. L'invention concerne également un dispositif tel que défini ci-dessus, dans lequel le support est un balancier qui est monté sur une embase en étant apte à pivoter par rapport à cette embase autour d'un axe perpendiculaire au sens de déplacement de l'outil, l'embase étant destinée à être fixée au bras mobile. L'invention concerne également un dispositif tel que défini ci-dessus, dans lequel l'outil comprend au moins un ressort se comprimant lorsque le balancier est écarté d'une position angulaire neutre. L'invention concerne également un dispositif tel que défini ci-dessus, dans lequel l'outil comprend deux ressorts se comprimant respectivement lorsque le balancier est écarté de sa position neutre selon un premier ou un second sens de rotation autour de l'axe. L'invention concerne également un dispositif tel que défini ci-dessus, dans lequel l'angle que les axes des deux galet forment, vaut 55 . 2903030 3 L'invention concerne également un dispositif tel que défini ci-dessus, dans lequel le balancier est monté pivotant par rapport à l'embase autour d'un axe coïncidant avec l'axe de pivotement du galet de 5 sertissage. L'invention concerne également un dispositif tel que défini ci-dessus, dans lequel l'axe de pivotement du galet de sertissage et du balancier coupe un axe de symétrie du bras portant l'outil. 10 L'invention concerne également un procédé d'assemblage par pliage d'un bord d'un premier panneau de tôle sur un bord d'un second panneau de tôle, avec un dispositif comprenant un bras mobile portant un outil pour exercer un effort sur le bord du premier panneau 15 afin d'une part de le plier vers le bord du second panneau et d'autre part de l'appliquer sur le bord du second panneau, comprenant au moins les étapes suivantes : - approche du bras mobile et positionnement de 20 l'outil en contact avec une surface d'appui d'une matrice portant les panneaux à assembler, - application d'un effort sur l'outil, - déplacement de l'outil suivant une trajectoire programmée, avec maintien de l'effort exercé sur l'outil. 25 L'invention sera maintenant décrite en référence aux figures. - La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif conforme à un premier mode de réalisation l'invention ; 30 - la figure 2 est une vue de face du dispositif conformément au premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est une représentation schématique du sertissage de panneaux de tôle avec le dispositif selon 35 l'invention ; 2903030 4 - la figure 4 est une vue en perspective d'un dispositif conforme à un second mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5 est une vue de face du dispositif 5 conformément au second mode de réalisation de l'invention. Le dispositif selon l'invention, dont un premier mode de réalisation est représenté en figure 1 et 2, est destiné à assembler des pièces par sertissage ou pliage. 10 Comme représenté sur la figure 3, cet assemblage consiste à replier un bord B1 d'un premier panneau P1 de tôle, sur un bord B2 d'un deuxième panneau P2 de tôle. Les panneaux sont supportés par une matrice M, le pliage étant effectué avec un galet de présertissage 1 et 15 un galet de sertissage 2 montés sur un outil porté par un bras mobile d'un robot. L'outil comprend à cet effet un support 3, ou balancier, portant les deux galets 1, 2, ce balancier étant monté sur une embase 7 en étant apte à pivoter 20 autour d'un axe 4 par rapport à cette embase 7. L'axe 4 s'étend perpendiculairement à la direction de déplacement de l'outil 1, 2 le long du bord à sertir. L'embase 7 de l'outil est fixée à une extrémité non représentée du bras du robot par l'intermédiaire d'une 25 tête de sertissage 8 comprenant une face 9 de fixation à cette extrémité de bras. Cette tête de sertissage 8 comprend par exemple des moyens permettant de piloter l'intensité de l'effort appliqué par les galets au bord à sertir, l'embase 7 30 étant rigidement fixée à un organe mobile de cette tête de sertissage. Cette tête 8 comprend par exemple un ressort qui est comprimé par le robot sur une course prédéterminée pour délivrer un effort de sertissage déterminé par la 35 raideur du ressort et à la longueur de compression. Comme visible dans la figure 1, l'outil comprend également des ressorts 5 et 6 de mise en contrainte, 2903030 5 respectivement du galet de pré sertissage et du galet de sertissage. Plus particulièrement, le balancier 3 comprend deux branches, repérées respectivement par 3A et 3B parallèles 5 l'une à l'autre et s'étendant de part et d'autre de l'embase 7, au-delà de l'axe de rotation 4. Le ressort 5 est interposé et maintenu en position entre la branche 3A et l'embase 7, le ressort 6 est interposé et maintenu en position entre la branche 3B et 10 l'embase 7. Une rotation du balancier 3 dans le sens direct sur la figure 1 tend à comprimer le ressort 5, et une rotation dans le sens indirect sur la figure 1 tend à comprimer le ressort 6. 15 Ces ressorts tendent ainsi, conjointement, à ramener le balancier 3 dans une position angulaire dite neutre, correspondant à la position qu'occupe ce balancier sur les figures 1 et 2, et dans laquelle les branches 3A et 3B s'étendent parallèlement à l'embase 7. 20 En fonctionnement, si le galet de pré sertissage 1 rencontre une surépaisseur, il va tendre à faire pivoter le balancier 3 dans un sens tendant à comprimer le ressort 5, ce qui va augmenter sensiblement l'effort appliqué par ce galet au bord à sertir. 25 De manière analogue, si le galet de sertissage 2 rencontre une surépaisseur, c'est le ressort 6 qui va être comprimé, tendant ainsi à augmenter sensiblement l'effort appliqué par ce galet 6. Ainsi, l'effort de sertissage est appliqué par le 30 bras et asservi via la tête de sertissage 8 pour correspondre à une valeur souhaitée de la somme des efforts appliqués par les deux galets 1 et 2 au bord à sertir. La répartition de cet effort entre le galet 1 et le galet 2 est gérée par les ressort 5 et 6 pour absorber 35 au mieux les irrégularités rencontrées durant le déplacement de l'outil. 2903030 6 Comme visible figure 2 les galets 1 et 2 sont portés respectivement par un axe Al et par un axe A2 qui forment un angle non nul, noté W, l'un par rapport à l'autre. 5 Plus particulièrement, l'axe Al et l'axe A2 sont inscrits dans deux plans parallèles, perpendiculaires à la trajectoire de l'outil. L'angle W correspond à l'angle séparant, dans le plan contenant l'axe A2, l'axe A2 et la projection orthogonale de l'axe Al dans ce plan. 10 Lors d'un sertissage, le galet de pré sertissage 1 est positionné en appui sur une surface de guidage S de la matrice M dans laquelle ont été positionnés les panneaux de tôle P1 et P2 à sertir, en exerçant un effort sur le bord B1 via l'outil, pour plier ce bord B1 15 localement. Le bras mobile non représenté est ensuite déplacé pour déplacer l'outil le long du bord à sertir, en appui sur la surface de guidage S, de manière à exercer un effort sur le bord B1 à sertir. 20 Au fur et à mesure que l'outil avance le long du bord B1, celui-ci est d'abord plié par le galet de pré sertissage 1, puis appliqué sur le bord B2 du second panneau P2 par le galet de sertissage 2. Grâce à l'inclinaison relative W des deux galets 1, 25 2 le galet de présertissage 1 apporte les premières déformations du bord B1 du panneau P1 et le galet de sertissage 2, qui suit le galet 1 à faible distance, effectue le sertissage. L'angle W vaut avantageusement 55 degrés, ce qui 30 permet, en pratique d'effectuer des sertissages dans lesquels le bord à sertir est plié d'un angle pouvant aller jusqu'à 105 degrés, en une seule passe, c'est-à-dire en un seul passage de l'outil de sertissage. Le temps de cycle d'un sertissage peut ainsi être divisé par 35 deux. Le degré de liberté introduit par le balancier permet d'éviter notamment un marquage des pièces à sertir 2903030 7 au passage d'un obstacle. Les ressorts 5 et 6 de mise en contrainte des galets permettent de réduire encore l'influence d'une surépaisseur sur la qualité du sertissage obtenu. 5 Dans le premier mode de réalisation de l'invention, le support ou balancier 3 admet un axe de symétrique coïncidant avec l'axe de révolution AX de la tête de sertissage 8 lorsque ce balancier 3 occupe une position angulaire neutre, comme dans la figure 1. 10 Ainsi, les axes Al et A2 des galets 1 et 2 sont situés respectivement en avant et en arrière d'un plan normal au déplacement de l'outil et contenant l'axe AX. La pression appliquée par la tête 8 est ainsi équitablement répartie sur le premier et le second galet 15 1 et 2, cette répartition étant de surcroît gérée par les ressorts de mise en contrainte 5 et 6 en cas d'inclinaison du balancier 3. Selon un second mode de réalisation représenté sur les figures 4 et 5, le dispositif comprend un balancier 20 3' qui est asymétrique. Ce balancier porte également un galet 1' de présertissage et un galet 2' de sertissage situés l'un derrière l'autre par rapport au sens de déplacement de l'outil. Ces galets 1' et 2' sont aussi montés sur des axes Al' et A2' formant un angle W' l'un 25 par rapport à l'autre, comme visible dans la figure 5. Comme dans le cas du premier mode de réalisation, l'axe Al' et l'axe A2' sont inscrits dans deux plans parallèles, perpendiculaires à la trajectoire de l'outil. L'angle W' correspond à l'angle séparant, dans le plan 30 contenant l'axe A2', l'axe A2' et la projection orthogonale de l'axe Al' dans ce plan. Comme visible dans les figures 4 et 5, le balancier 3' est aussi monté sur une embase repérée par 7' qui est rigidement solidaire d'une tête de sertissage 8' pourvue 35 d'une surface supérieure 9' de fixation à un bras du robot. 2903030 8 Mais dans ce second mode de réalisation, le support 3' est apte à pivoter par rapport à cette embase 7' autour de l'axe A2' coïncidant avec l'axe du galet 2' de sertissage. 5 La tête de sertissage 8' des figures 4 et 5 est identique à la tête de sertissage 8 des figures 1 et 2. Elle comprend par exemple un ressort permettant d'ajuster le niveau d'effort appliqué à l'outil en paramétrant la trajectoire du robot pour comprimer plus ou moins 10 fortement ce ressort. Dans ce second mode de réalisation, l'axe A2' du galet de sertissage 2', et de pivotement du balancier 3' coupe l'axe AX' de symétrie de la tête de sertissage 8', ces deux axes étant inscrits dans un plan normal à la 15 direction de déplacement de l'outil. En ce qui concerne le galet de présertissage 1', son axe de rotation Al' est situé en avant du plan normal à la trajectoire de l'outil et contenant l'axe AX', de sorte que l'effort appliqué par ce galet de présertissage 20 1' dépend principalement d'un ressort de mise en contrainte repéré par 5 `. Comme visible dans les figures 4 et 5, le dispositif comprend une branche latérale unique repérée par 11', s'étendant parallèlement à l'axe AX' et portant 25 le ressort 5'. Cette branche 11' est située en arrière du galet de sertissage 2' par rapport au sens d'avancement de l'outil. Elle comprend une chape à son extrémité inférieure par laquelle elle est reliée à un bras 30 inférieur 12' du support 3' par une liaison pivot d'axe parallèle à l'axe A2'. Le bras inférieur 12' prolonge une zone de fixation des galets, selon la direction horizontale correspondant à la direction d'avancement de l'outil, et il se termine 35 par un coude orienté verticalement à l'extrémité supérieure duquel est fixée la chape de la branche 11'. 2903030 9 La branche 11' comprend une tige non visible sur les figures et ayant son extrémité inférieure fixée à la chape. Cette tige est parallèle à l'axe AX', et elle traverse une butée tubulaire 13', cette butée étant 5 rigidement fixée à l'embase 7' en s'étendant parallèlement à l'axe AX'. Le ressort hélicoïdal 5' entoure une vis de tarage 14' qui est vissée dans une extrémité supérieure de la tige non visible. Le ressort 5' est ainsi interposé entre 10 la tête de la vis de tarage 14' et une face supérieure de la butée tubulaire 13'. Lorsque les efforts appliqués à l'outil tendent à le faire pivoter dans le sens indirect sur la figure 4, c'est-à-dire à faire monter le galet de présertissage 1', 15 ceci tend à comprimer le ressort de mise en contrainte 5', ce qui provoque une augmentation de l'effort appliqué par le galet 1' au bord de tôle à sertir. La vis de tarage 14' permet ainsi d'ajuster directement l'effort appliqué par le galet de 20 présertissage 1' au bord de tôle à plier, cet effort étant d'autant plus important que la vis 14' est serrée. Dans le cas où l'effort à appliquer par le galet de sertissage 2' est très supérieur à celui à appliquer par le galet de présertissage 1', l'ajustement du tarage avec 25 la vis 14' est quasiment sans influence sur l'effort appliqué par le galet de sertissage 2' qui dépend principalement de l'effort appliqué par la tête de sertissage 8'. Comme visible en particulier dans la figure 4, la 30 base de la chape 15' de la branche 11' définit une surface d'appui de plus grandes dimensions que la face inférieure de la butée tubulaire 13'. En position de repos, comme dans le cas de la figure 4, la base de cette chape est maintenue en appui 35 sur la face inférieure de la butée 13' par le ressort 5', de sorte que le balancier 3' occupe alors une position angulaire neutre. 2903030 10 Comme illustré sur la figure 3, lors d'un sertissage, le galet de pré sertissage 1' est positionné en appui sur une surface de guidage S de la matrice M dans laquelle ont été positionnés les panneaux de tôle P1 5 et P2 à sertir, en exerçant un effort sur le bord B1 via l'outil, pour plier ce bord B1 localement. L'outil est ensuite déplacé le long du bord à sertir, en appui sur la surface de guidage S, de manière à exercer un effort sur le bord B1 à sertir. 10 L'avance de l'outil provoque le pliage du bord B1 par le galet de pré sertissage 1', puis ce bord B1 est appliqué sur le bord B2 par le galet de sertissage 2'. Le temps de cycle peut ainsi être divisé par deux. La mobilité du balancier permet d'éviter un 15 marquage des pièces au passage d'un obstacle : un réglage fin de la pression du galet de présertissage pouvant être effectué en jouant sur la vis de tarage 14'. D'autre part, la programmation de la trajectoire du robot portant l'outil selon le second mode de réalisation 20 est simplifiée par le fait que l'axe Al' portant le galet 1' de présertissage est inscrit dans un plan comprenant l'axe AX' de la tête 8' et l'axe 4' de pivotement du balancier 3'. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'assemblage par pliage d'un bord (B1) d'un premier panneau de tôle (P1) sur un bord (B2) d'un second panneau de tôle (P2), ce dispositif comprenant un bras mobile portant un outil (1, 2 ; 1', 2') pour exercer un effort sur le bord (B1) du premier panneau (P1) afin d'une part de le plier vers le bord (B2) du second panneau (P2) et d'autre part de l'appliquer sur le bord (B2) du second panneau (P2), caractérisé en ce que l'outil (1, 2, 3, 7 ; 1', 2', 3', 7') comprend au moins un galet de pré sertissage (1 ; 1') et un galet de sertissage (2 ; 2') montés l'un derrière l'autre, dans le sens de déplacement de l'outil (1, 2, 3, 7 ; l', 2', 3', 7'), sur un support (3 ; 3'), et en ce que les axes (Al, A2 ; Al', A2') des deux galets (1, 2 ; l', 2') forment entre eux un angle (W ; W'). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le support (3 ; 3') est un balancier qui est monté sur une embase (7, 7') en étant apte à pivoter par rapport à cette embase (7, 7') autour d'un axe (4 ; A2') perpendiculaire au sens de déplacement de l'outil, l'embase (7, 7') étant destinée à être fixée au bras mobile. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel l'outil comprend au moins un ressort (5, 6 ; 5') se comprimant lorsque le balancier est écarté d'une position angulaire neutre. 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel l'outil comprend deux ressorts (5, 6) se comprimant respectivement lorsque le balancier (3) est écarté de sa position neutre selon un premier ou un second sens de rotation autour de l'axe (4). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, 35 dans lequel l'angle (W) que les axes (Al, A2) des deux galet (1, 2) forment, vaut 55 . 2903030 12 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le balancier (3') est monté pivotant par rapport à l'embase (7') autour d'un axe (A2') coïncidant avec l'axe de pivotement du galet (2') de sertissage. 5 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel l'axe (A2') de pivotement du galet de sertissage (2') et du balancier (3') coupe un axe de symétrie du bras portant l'outil. 8. Procédé d'assemblage par pliage d'un bord (B1) 10 d'un premier panneau de tôle (P1) sur un bord (B2) d'un second panneau de tôle (P2), avec un dispositif comprenant un bras mobile portant un outil (1, 2, 3, 7 ; 1', 2', 3', 7') pour exercer un effort sur le bord (B1) du premier panneau (P1) afin d'une part de le plier vers 15 le bord (B2) du second panneau (P2) et d'autre part de l'appliquer sur le bord (B2) du second panneau (P2), comprenant au moins les étapes suivantes : - approche du bras mobile et positionnement de l'outil en contact avec une surface d'appui (S) d'une 20 matrice (M) portant les panneaux (P1, P2) à assembler, - application d'un effort sur l'outil (1, 2, 3, 7 ; l', 2', 3', 7'), - déplacement de l'outil suivant une trajectoire programmée, avec maintien de l'effort exercé sur l'outil 25 (1, 2, 3, 7 ; 1', 2', 3', 7'). 9. Procédé d'assemblage selon la revendication 8, mis en œuvre avec un dispositif selon l'une des revendications 1 à 7.