Brevet FR2906797A1 — publié le 20080411

"Préhenseur de porte pour ligne d'assemblage de véhicules automobiles". L'invention concerne un préhenseur destiné à porter une porte pour la positionner par rapport à une caisse de véhicule automobile en vue de la solidariser à cette caisse. L'invention est destinée à une ligne de montage de portes de véhicules automobiles, sur laquelle des véhicules de différents types ou de différents modèles se succèdent. Le montage d'une porte sur une telle ligne consiste à transférer la porte depuis un portoir sur lequel elle est acheminée, sur un préhenseur pour la positionner par rapport au véhicule. Après mise en position, des opérations de montage sont réalisées pour solidariser cette porte au véhicule. Avant de monter la porte, l'opérateur doit en ajuster l'orientation, ce qu'il fait en la déplaçant sur le préhenseur de manière notamment à mettre en vis-à-vis les charnières de la porte avec celles de la caisse du véhicule. Du fait qu'une porte pèse généralement entre 20 et 55 kg, l'ajustement de l'orientation est fastidieux et peu ergonomique. Dans le cas d'une ligne où sont montées des portes de différents types, ce défaut est accentué par le fait que chaque porte est placée sur le préhenseur dans une position moyenne qui est un compromis ne pouvant pas satisfaire à la précision d'orientation requise. Le but de l'invention est de proposer une solution pour faciliter le positionnement précis de différents types de portes à monter sur une même ligne de production. Le but de l'invention est de remédier à ces 35 inconvénients. 2906797 2 A cet effet, l'invention a pour objet un préhenseur destiné à porter une porte en vue de la monter sur une caisse de véhicule automobile, comprenant un support destiné à être maintenu par un équilibreur d'effort, et 5 une partie mobile par rapport à ce support, cette partie mobile étant destinée à recevoir et maintenir la porte, et comprenant au moins un actionneur pour positionner la partie mobile par rapport au support. L'invention concerne également un préhenseur tel 10 que défini ci-dessus, comprenant une double articulation par laquelle la partie mobile est solidarisée au support, pour être mobile en rotation par rapport au support autour d'un premier axes et d'un second axe distincts, et comprenant un premier et un second actionneur pour 15 orienter la partie mobile respectivement autour du premier et du second axe. L'invention concerne également un préhenseur tel que défini ci-dessus, dans lequel les axes de l'articulation sont perpendiculaires l'un à l'autre. 20 L'invention concerne également un préhenseur tel que défini ci-dessus, dans lequel les actionneurs sont un premier et un second vérin à vis. L'invention concerne également un préhenseur tel que défini ci-dessus, dans lequel la double articulation 25 comprend un balancier articulé sur le support pour pivoter autour du premier axe, dans lequel la partie mobile est montée rotative sur le balancier de manière à pivoter autour du second axe, et dans lequel le premier vérin comprend un corps fixé au support et une tête 30 mobile fixée à une extrémité du balancier, et dans lequel le second vérin comprend un corps fixé à la partie mobile et une tête mobile fixée au balancier. L'invention concerne également un préhenseur tel que défini ci-dessus, dans lequel le corps du premier vérin est apte à pivoter par rapport au support et sa 2906797 3 tête est apte à pivoter par rapport au balancier, et dans lequel le corps du second vérin est apte à pivoter par rapport à la partie mobile et sa tête est apte à pivoter par rapport au balancier. 5 L'invention concerne également un préhenseur tel que défini ci-dessus, comprenant une unité de commande incluant des moyens de mémoire pour piloter le ou les actionneurs, de façon à positionner la partie mobile par rapport au support selon une orientation mémorisée. 10 L'invention sera maintenant décrite plus en détail, et en référence aux figures annexées. La figure 1 est une vue d'ensemble en perspective d'un préhenseur selon l'invention ; La figure 2 est une vue de face du préhenseur selon 15 l'invention ; La figure 3 est une vue latérale du préhenseur selon l'invention ; La figure 4 est une vue de dessus du préhenseur selon l'invention ; 20 La figure 5 est une vue du préhenseur selon l'invention selon un plan de coupe horizontal. Le préhenseur selon l'invention qui est représenté en figure 1 comprend un support 1 destiné à être porté 25 par un équilibreur d'effort, et une partie mobile 2 apte à être orientée par rapport à ce support. L'équilibreur d'effort est par exemple une structure à pantographe permettant à l'utilisateur de déplacer le préhenseur dans l'espace sans avoir à 30 supporter son poids. Le support 1 se présente ici sous forme d'un tube s'étendant verticalement, les organes de fixation de ce support à l'équilibreur n'étant pas représentés. La partie mobile 2 comprend un premier bras 3 35 s'étendant verticalement et un second bras 4 s'étendant 2906797 4 horizontalement et prolongeant une extrémité inférieure du premier bras. La partie mobile 2 est pourvue de deux patins 6 et 7 fixés au bras inférieur horizontal 4, sur lesquels un 5 bord inférieur d'une porte de véhicule à monter vient reposer. Elle comprend également deux organes supérieurs d'appui, repérés par 8 et 9, encore appelés diabolos, et contre lesquels une partie supérieure de la porte à monter vient en appui. La partie supérieure de la porte 10 destinée à venir en appui contre les diabolos 8 et 9 est de préférence la partie comprenant les lécheurs de vitre. Les patins comprennent chacun une rigole à section transversale en V de manière à positionner avec précision le bord inférieur de la porte, les diabolos 8 et 9 sont 15 par exemple des pièces en caoutchouc qui sont portées par une patte 11 rigidement fixée à une partie supérieure du bras vertical 3. La patte 11 est susceptible de coulisser le long du bras vertical 3 avant d'être rigidement fixée sur ce dernier. Il est ainsi rendu possible de régler la 20 position relative verticale des diabolos par rapport au support 1 selon le profil de la porte qu'il est destiné à supporter. Une extrémité de la patte 11, montée solidaire du bras vertical 3 est apte à pivoter par rapport à la patte 25 11. Pour cela, un actionneur non représenté est disposé entre le bras vertical 3 et la patte 11 afin de régler la position angulaire des diabolos par rapport à un axe de rotation parallèle à un premier axe X du repère, et de brider la porte sur la partie mobile 2 du préhenseur. 30 La partie mobile comprend d'autre part une structure tubulaire de préhension, repérée par 12, rigidement fixée au bras horizontal 4 par une attache 13, cette structure tubulaire comprenant deux poignées repérées par 14 et 16, permettant à un opérateur de 35 manoeuvrer l'ensemble du préhenseur. 2906797 5 Le bras inférieur 4 porte encore un indexeur 17 sous forme d'un tube de faible longueur porté par une béquille 18 de manière à être situé sous ce bras inférieur en étant orienté perpendiculairement à celui- 5 ci. La partie mobile 2 est solidarisée au support 1 par une double articulation, repérée par 19, pour être orientable angulairement autour d'un premier axe X et autour d'un second axe Y. A cet effet, le préhenseur est 10 pourvu d'un premier et d'un second vérin, repérés par 21 et 22 qui sont pilotés pour ajuster l'orientation de la partie mobile 2 par rapport au support 1, respectivement autour du premier axe X, et autour du second axe Y. Cette double articulation 19 apparaît plus 15 clairement dans les vues des figures 2 à 5. Elle comprend un balancier 23 fixé à une extrémité inférieure du support 1 tout en pouvant pivoter autour de l'axe Y par rapport à ce support. Ce balancier 23 constitue une pièce intermédiaire 20 par laquelle la partie mobile 2 est fixée au support. Cette partie mobile 2 comprend une attache 24 rigidement fixée au tube supérieur 3, cette attache 24 étant montée pivotante sur le balancier 23, de sorte que l'ensemble de la partie mobile 2 peut pivoter par rapport au balancier 25 23, autour de l'axe X. Le premier vérin 21 comprend un corps 26 qui a son extrémité inférieure fixée à la partie mobile 1 par l'intermédiaire d'une embase 27 rigidement fixée à une partie supérieure du bras vertical 3, et il comprend une 30 tête mobile 28 solidarisée au balancier 23. Le balancier 23 a une forme générale de L, visible dans la figure 5, définissant une première portion 29 s'étendant parallèlement à l'axe X et une seconde portion 31 s'étendant parallèlement à l'axe Y. 2906797 6 Ce balancier 23 est fixé à l'extrémité inférieure du support 1, au niveau du centre de la première portion 29, et la tête mobile 27 du premier vérin 21 est fixée à l'extrémité libre de la seconde portion 31. 5 L'attache 24 est plus particulièrement fixée au balancier 23 au niveau de la jonction des première et deuxième portions 29 et 31, dans une zone repérée par A dans la figure 5. Le corps du premier vérin 21 est apte à pivoter 10 sensiblement autour de l'axe X par rapport à l'embase 27, et de même, la tête mobile 27 est apte à pivoter par rapport au balancier 23 autour de l'axe X. Lorsque le vérin 21 est actionné, la tête mobile 28 s'éloigne ou se rapproche du corps 26, ce qui a pour 15 effet de faire pivoter l'ensemble de la partie mobile 2 autour de l'axe X. Le deuxième vérin 22 est agencé pour orienter la partie mobile 2 autour de l'axe Y. Il comprend un corps 32 qui est fixé au support 1 par une embase 33 rigidement 20 solidaire de ce support, et il comprend une tête mobile 34 qui est fixée à une extrémité libre du balancier 23. Comme pour le cas du premier vérin 21, le second vérin 22 a son corps 32 qui est apte à pivoter par rapport au support 1 autour de l'axe Y, et sa tête mobile 25 34 qui est apte à pivoter par rapport au balancier 23 autour de l'axe Y. Lorsque le second vérin 22 est actionné, sa tête mobile 34 s'éloigne ou se rapproche de son corps 32, ce qui a pour effet de faire pivoter l'ensemble de la partie 30 mobile 2 autour de l'axe Y. Les vérins sont pilotés par une unité de commande non représentée, dans laquelle sont mémorisées, pour chaque type de porte, l'orientation angulaire autour de l'axe X et l'orientation angulaire autour de l'axe Y, ces 2906797 7 orientations étant par exemple définies et mémorisées à l'issue d'une phase d'apprentissage. Les vérins 21 et 22 sont avantageusement des vérins à vis, offrant ainsi une précision de positionnement 5 optimale, tout en pouvant être pilotés électriquement. Dans les figures 2 à 5, on a représenté en traits pointillés une porte 36, comprenant un bord inférieur 37 en appui sur les patins 6 et 7, et un bord arrière 38, sensiblement vertical. Cette porte est rigidement 10 solidarisée à la partie mobile du préhenseur par un dispositif de bridage comprenant les patins et les diabolos qui fournissent un effort de maintien. Le support 1 est porté par un équilibreur d'effort, par exemple du type à pantographe, permettant à 15 l'opérateur de déplacer l'ensemble du préhenseur dans l'espace, sans avoir à exercer d'effort important, de manière à le translater horizontalement et verticalement, et éventuellement à le faire pivoter autour d'un axe vertical coïncidant avec le tube 1. 20 L'orientation angulaire de la porte, autour des axes X et Y reste quant à elle déterminée uniquement par les vérins 21 et 22. Dans un mode préféré de réalisation, les vérins sont du type à vis, de sorte à rendre plus précis le déplacement des éléments entre-eux. Bien 25 évidemment, sans sortir du cadre de l'invention, il peut être fait recours à des actionneurs du type vérin pneumatique qui sont commandés par des moyens de mémoire électrique ou pneumatique. En fonctionnement, la porte à monter est acheminée 30 vers le poste de montage par un convoyeur en étant maintenue sur un portoir. L'opérateur de montage approche le préhenseur du portoir, en positionnant l'indexeur 17 dans un avaloir correspondant du portoir. A ce stade, la partie mobile 2 a été préalablement 35 orientée autour des axes X et Y pour être dans une 2906797 8 position de prise de porte. L'opérateur lève alors le préhenseur pour l'emmener en contact avec la partie inférieure de la porte, c'est-à-dire son bord 38, pour amener les patins 6 et 7 en appui sur ce bord. 5 L'opérateur actionne alors le dispositif de bridage comportant le bras 11 articulé en rotation pour bloquer la porte sur le préhenseur, puis il agit sur une commande pour débrider le portoir de manière à libérer la porte. La porte est alors positionnée et maintenue en 10 appui sur les patins 6 et 7 et en appui sur les diabolos 8 et 9 situés sensiblement à hauteur d'un joint de type lécheur de vitre. L'opérateur sélectionne alors, à partir d'un boîtier relié à l'unité de commande du préhenseur, le 15 type de la porte qui est bridée dans le préhenseur. Les vérins 21 et 22 sont alors actionnés par l'unité de commande pour orienter la porte, par exemple lorsque le préhenseur passe un détecteur de position. L'opérateur rapproche ensuite le préhenseur du 20 véhicule, pour positionner la porte. Durant cette phase, l'opérateur doit manipuler le préhenseur principalement pour le positionner verticalement vis-à-vis de la caisse du véhicule : l'orientation angulaire de la porte autour des axe X et Y est déjà optimale. 25 Après montage de la porte, c'est-à-dire fixation des charnières, l'opérateur actionne une commande pour débrider cette porte du préhenseur, puis il se rapproche du poste d'acheminement des portes. La partie mobile est alors à repositionnée en 30 position de prise de porte, ceci pouvant par exemple être déclenché automatiquement par le détecteur de position. L'opérateur peut donc à nouveau placer le préhenseur en position de prise de porte en vue de monter, de la même façon, la porte suivante y compris si 35 elle est de type différent. 2906797 9 Le préhenseur selon l'invention permet ainsi de positionner précisément, de façon semi-automatisée des portes de différents types sur un même poste de montage, 5 ce qui contribue significativement à améliorer l'ergonomie du poste de montage. En outre, comme visible dans les figures, le préhenseur est conçu de telle manière que les patins 6 et 7 reçoivent une partie arrière du bord inférieur 37 de la 10 porte, et le bord vertical 38 est situé en vis-à-vis du support tubulaire 1. Ainsi, lorsque la porte est portée le préhenseur selon l'invention, et qu'elle est bridée sur celui-ci, la partie avant de cette porte est dégagée puisque le 15 préhenseur maintient la porte avec des points d'appui et de bridage qui sont principalement situés au niveau de la partie arrière de cette porte. L'accès de l'opérateur à la zone de montage est ainsi facilité puisque celle-ci est située au niveau de 20 l'avant de la porte, qui reste dégagé lorsque celle-ci est positionnée avec le préhenseur selon l'invention. REVENDICATIONS 1. Préhenseur destiné à porter une porte en vue de la monter sur une caisse de véhicule automobile, comprenant un support (1) destiné à être maintenu par un équilibreur d'effort, et une partie mobile (2) par rapport à ce support, cette partie mobile (2) étant destinée à recevoir et maintenir la porte, et comprenant au moins un actionneur (21, 22) pour positionner la partie mobile par rapport au support. 2. Préhenseur selon la revendication 1, comprenant une double articulation (19) par laquelle la partie mobile (2) est solidarisée au support (1), pour être mobile en rotation par rapport au support (1) autour d'un premier axes (X) et d'un second axe (Y) distincts, et comprenant un premier et un second actionneur (21, 22) pour orienter la partie mobile respectivement autour du premier et du second axe (X, Y). 3. Préhenseur selon la revendication 2, dans lequel 20 les axes (X, Y) de l'articulation sont perpendiculaires l'un à l'autre. 4. Préhenseur selon la revendication 2 ou 3, dans lequel les actionneurs sont un premier et un second vérin (21, 22) à vis. 25 5. Préhenseur selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel la double articulation (19) comprend un balancier (23) articulé sur le support (1) pour pivoter autour du premier axe (X), dans lequel la partie mobile (2) est montée rotative sur le balancier (23) de manière 30 à pivoter autour du second axe (Y), et dans lequel le premier vérin (21) comprend un corps (26) fixé au support (1) et une tête mobile (28) fixée à une extrémité du balancier (23), et dans lequel le second vérin (22) comprend un corps (32) fixé à la partie mobile (2) et une 35 tête mobile (34) fixée au balancier (23). 2906797 11 6. Préhenseur selon la revendication 5, dans lequel le corps (26) du premier vérin (21) est apte à pivoter par rapport au support (1) et sa tête (28) est apte à pivoter par rapport au balancier (23), et dans lequel le 5 corps (32) du second vérin (22) est apte à pivoter par rapport à la partie mobile (2) et sa tête (34) est apte à pivoter par rapport au balancier (23). 7. Préhenseur selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant une unité de commande incluant des moyens de 10 mémoire pour piloter le ou les actionneurs (21, 22), de façon à positionner la partie mobile (2) par rapport au support (1) selon une orientation mémorisée.