Brevet FR2912940A1 — publié le 20080829

"Dispositif et procédé d'assistance et de réalisation de travaux mécaniques sur une pièce montée sur un support" L'invention concerne un dispositif et un procédé d'assistance et de réalisation de travaux mécaniques sur une pièce montée sur un support. Plus particulièrement le dispositif et le procédé sujets de la présente invention se rapportent aux opérations mécaniques effectuées sur une chaîne de montage de véhicules. En se référant à la figure 1 de la présente invention qui illustre le montage selon l'état de la technique d'amortisseurs arrières de véhicule sur une ligne de montage, on voit que le véhicule 1 porté par une balancelle 2 est avancé sur la chaîne de montage où il subit des opérations consécutives de montages d'éléments mécaniques, par exemple le montage d'un amortisseur arrière. Une platine de coiffage 4 est disposée sous la majeure partie du dessous du véhicule pour maintenir les différentes parties du véhicule en place et ne laisse qu'un espace réduit d'accès à l'amortisseur arrière pour l'opérateur. Le montage de l'amortisseur arrière se fait par serrage sous caisse opéré manuellement par un opérateur se trouvant sous le véhicule à l'aide d'une visseuse pneumatique 3 tenue en hauteur par celui-ci et pénétrant la platine de coiffage par une petite ouverture aménagée dans celle-ci pour avoir accès à l'intérieur du véhicule et à l'amortisseur. Ce montage se révèle difficile et pénible pour l'opérateur du fait qu'il doit opérer bras levés avec une visseuse lourde, qu'il est soumis à des à-coups importants sur les poignets en fin de serrage du fait du couple élevé de la visseuse qui peut atteindre 120Nm d'autant plus qu'il doit travailler dans un espace réduit et sans visibilité sur le travail effectué, ce qui entraîne en particulier des risques de blessure aux mains du fait de l'exiguïté de la zone de travail. En plus de ces conditions ergonomiques et sécuritaires insatisfaisantes, du fait du manque de place pour l'opérateur et du travail en aveugle effectué, il se peut que le montage de l'amortisseur soit défectueux, par exemple par mauvais alignement des pièces à solidariser ou détérioration de la vis par une trop forte pression effectuée sur elle lors de l'opération de vissage. Ceci peut entraîner un arrêt de la ligne de montage avec toutes les conséquences économiques que cela implique. Pour obvier à ces inconvénients, il a été proposé d'utiliser un dispositif d'assistance du type pantographe. Un tel dispositif est connu du document FRA-2 761 916 qui montre un dispositif d'assistance pour des opérations mécaniques, équilibré sur une colonne support sur laquelle est monté un bras porte-outil à libre coulissement et rotation. Des moyens sont prévus pour permettre la descente du porte-outil et l'entraînement de l'outil pour assurer la descente de l'organe fixé au porte-outil vers la pièce à travailler. Un tel dispositif ne peut trouver une application dans le contexte d'un montage de pièces mécaniques sur un véhicule se trouvant sur une chaîne de montage. Dans ce cas, le travail doit se faire sous le véhicule et ne peut s'effectuer par descente de l'outil. De plus et surtout, un mouvement vertical de descente ou même de montée ne peut constituer une solution satisfaisante pour le montage de pièces mécaniques sur un véhicule en chaîne de montage étant donné que la platine de coiffage interdit une mise en place de l'outil par un simple mouvement vertical à cause de la collision de l'outil avec la platine de coiffage ou d'autres éléments de maintien en place des divers pièces du véhicule. Le problème à résoudre par la présente invention est d'apporter une assistance pour la mise en place et le travail d'outils mécaniques opérant sur un élément à travailler d'accès difficile ce qui nécessite un mouvement de mise en place et de travail complexes pour ces outils mécaniques. Ce problème est résolu par le dispositif selon la présente invention en utilisant un dispositif d'assistance et de réalisation de travaux mécaniques sur une pièce à travailler montée sur un support, ce dispositif étant du type pantographe et présentant un porte-outil, un outil, des moyens de déplacement horizontal de l'outil et des moyens de déplacement dans un plan vertical de l'outil, caractérisé en ce que les moyens de déplacement dans un plan vertical de l'outil permettent d'effectuer le déplacement de l'outil selon un arc de cercle d'une position de repos à une position de travail, et en ce que le dispositif d'assistance comprend en outre des moyens d'actionnement permettant à un opérateur d'initier ce déplacement. Avantageusement, les moyens de déplacement vertical de l'outil sont composés d'au moins une tige fixée de manière pivotante autour d'un axe à ses deux extrémités respectivement avec le porte-outil et avec un contrepoids, cette tige étant en outre montée pivotante en un point de sa longueur autour d'un axe fixé au support de la pièce à travailler. Les moyens de déplacement peuvent comporter deux tiges parallèles et les moyens d'actionnement peuvent être constitués d'une poignée de commande reliée au porte-outil et dont le déplacement vertical provoque le pivotement de la tige ou des tiges autour de leur axe fixé au support de la pièce à travailler. Préférentiellement, le dispositif d'assistance comprend un moyen permettant de limiter le déplacement en arc de cercle de l'outil en se bloquant contre une partie solidaire du support de la pièce à travailler. Le moyen de déplacement horizontal de l'outil peut être un rail de coulissement disposé entre l'outil et le porte-outil et solidaire de ce dernier, le déplacement horizontal étant initié par un déplacement horizontal de la poignée de commande par l'opérateur. L'outil utilisé est de préférence une visseuse pneumatique inclinée par rapport à l'horizontale vers le haut d'un faible angle, préférentiellement un angle d'environ 6,5 et quand le vissage s'effectue sur un premier élément à solidariser avec la pièce en traversant un second élément, la vis étant en butée contre la face du second élément tournée vers le premier élément quand elle est en position vissée, la vis utilisée présente à son extrémité à visser un embout de centrage et est revêtue sur une partie de sa longueur d'un cône porte vis se logeant dans l'élément à traverser pour le maintien de la vis dans cet élément, le cône porte vis pouvant présenter à son extrémité tournée vers la visseuse une collerette venant en appui sur la face tournée vers la visseuse du second élément à traverser et/ou des ergots sur sa périphérie pour engagement avec l'intérieur du second élément à traverser. L'invention concerne aussi un procédé d'assistance et de réalisation de travaux mécaniques sur une pièce à travailler montée sur un support en utilisant un dispositif du type pantographe avec porte-outil et outil caractérisé par les étapes suivantes : -indexation du dispositif au support, - déplacement du porte-outil et de l'outil solidarisés en un mouvement en arc de cercle dans un plan vertical, - blocage automatique du mouvement lors de l'atteinte d'un déplacement préalablement défini, -déplacement de l'outil dans un mouvement de translation horizontale vers la pièce à travailler, - opération de l'outil sur la pièce à travailler, -retrait de l'outil après l'opération en effectuant les déplacements inverses. Le dispositif et le procédé selon l'invention trouvent une utilisation préférée pour le montage d'un amortisseur arrière par vissage à travers la traverse du train arrière d'un véhicule automobile disposé sur balancelle avec platine de coiffage sur une chaîne de montage. La présente invention sera mieux comprise en se référant aux dessins annexés qui sont donnés uniquement à titre d'exemple, et qui, par conséquent, ne sont pas considérés comme limitatifs pour la présente invention et dans lesquels : - la figure 1, déjà décrite, représente une illustration du serrage manuel d'un amortisseur du véhicule automobile sur platine de coiffage et balancelle selon l'art antérieur, - la figure 2 représente une illustration du serrage d'un amortisseur du véhicule automobile sur platine de coiffage et balancelle avec le dispositif d'assistance conforme à la présente invention, - la figure 3 représente le dispositif d'assistance selon l'invention montré en coupe perpendiculaire à la direction longitudinale de la chaîne de montage, - la figure 4 représente le dispositif d'assistance selon l'invention en coupe parallèle à la direction longitudinale de la chaîne de montage, - la figure 5 représente l'outil de vissage en perspective préalablement à l'opération de vissage, - la figure 6 représente un détail de l'outil de vissage en perspective après opération de vissage, - la figure 7 représente le mode de maintien de la vis de fixation dans la traverse du train arrière. La figure 1 a déjà été détaillée dans la partie introductive de la description. Les figures 2 et 3 montrent un dispositif d'assistance et de fixation selon la présente invention. Ce dispositif comprend une visseuse 3 pneumatique permettant la fixation par vissage d'un amortisseur 5 avec la traverse 6 de train arrière. Cette visseuse pneumatique sera ultérieurement détaillée aux figures 5, 6 et 7. La visseuse pneumatique 3 est introduite à travers le dégagement de la platine de coiffage 7. Elle peut être déplacée entre une position dite intermédiaire de repos et une position de vissage par l'opérateur en exerçant une action sur la poignée 8 de commande. L'opérateur se tient sur le côté de la chaîne de montage sur une passerelle d'environ 500 mm de haut pour un meilleur accès aux divers éléments du dispositif d'assistance et notamment à la poignée 8 de commande. Quand l'opérateur tire la poignée 8 vers lui, la visseuse pneumatique 3 se déplace dans la position de vissage par coulissement dans un rail 9 donc dans un mouvement de translation rectiligne. A titre d'exemple, le dégagement de la platine de coiffage 7 présente une largeur de 20 mm tandis que le déplacement rectiligne de la visseuse pneumatique entre sa position dite intermédiaire de repos et de travail atteint 115 mm. La tête de la visseuse pneumatique porte une vis de fixation. La visseuse est inclinée vers le haut par rapport à l'horizontale d'un angle faible d'environ 6,5 pour une meilleure introduction de la vis dans la traverse 6 et l'amortisseur 5. De ces figures, on remarquera qu'il n'était pas possible d'amener directement la visseuse 3 pneumatique dans sa position de travail par un simple mouvement vertical du fait de l'étroitesse du dégagement de la platine 7 de coiffage : on s'aperçoit qu'en effet en position de vissage, la tête de vissage 10 et la vis s'étendent au dessus du dégagement et d'une partie de la platine 7 de coiffage et que ladite tête et la platine 7 interféreraient si la visseuse était abaissée. Comme la seule solution d'accès du dispositif d'assistance à l'intérieur du véhicule pour l'opération de vissage est de traverser ladite platine 7 par le bas à travers son dégagement, il est impératif de prévoir des moyens permettant de monter la visseuse 3 pneumatique dans un mouvement qui ne soit pas simplement vertical. Ceci est montré à la figure 4. La visseuse 3 pneumatique est introduite à travers la platine 7 et placée en position introduite intermédiaire de repos comme montré en figure 3 par un mouvement montant avec une trajectoire en arc de cercle. Ceci est obtenu par rotation de l'ensemble du dispositif d'assistance autour d'axes 10a et 10b de basculement, fixes par rapport à la structure support du véhicule. Ce mouvement de basculement est effectué par l'opérateur qui agit par l'intermédiaire de la poignée de commande 8 en effectuant une montée ou une descente de cette poignée. Comme déjà indiqué, cette poignée 8 est solidaire de la visseuse 3, cela par l'intermédiaire de la barre 11. Celle-ci présente à son extrémité inférieure deux axes d'articulation 12a et 12b pour une extrémité respective des tiges 13a et 13b s'étendant parallèlement l'une à l'autre et présentant aussi chacune à leur autre extrémité une articulation respective autour d'un axe 14a et 14b avec un contrepoids 14. Entre cette articulation à leurs extrémités, ces deux tiges 13a et 13b peuvent pivoter respectivement autour de l'axe 10a et 10b solidaires de la structure support du véhicule. Quand l'opérateur tire verticalement vers le haut sur la poignée 8, le dispositif d'assistance pivote par rapport aux axes fixes 10a et 10b du fait du poids du contrepoids 14 et les tiges 13a et 13b s'inclinent vers le haut par élévation de leur extrémité reliée respectivement aux axes 12a et 12b de la barre 11 solidaire de la visseuse 3 : la visseuse 3 s'élève donc dans un mouvement en arc de cercle dans un plan vertical lui permettant de pénétrer dans la platine 7. Ce mouvement ascendant est limité par l'introduction d'un pilote de centrage porté par le dispositif d'assistance, sous la forme d'un plot 15 fixé avec la barre 11 du dispositif d'assistance et se logeant dans un manchon 15a de la platine 7 de coiffage : le dispositif d'assistance est alors fixé dans son mouvement ascendant et seule la visseuse 3 pneumatique est mobile sur rail comme montré à la figure 3. Les figures 5 à 7 montrent les détails de la visseuse 3 pneumatique et de la vis utilisée pour la 5 fixation de l'amortisseur 5. Il faut noter qu'à la figure 5, la traverse 6 du train arrière n'a pas été représentée pour mieux montrer tous les éléments de l'outil de vissage. Dans cette figure, la visseuse a traversé l'évidement de la platine 10 7 de coiffage et va être déplacée en translation vers l'amortisseur 5 comme déjà décrit à la figure 3. Aux figures 5 à 7, la vis de fixation présente un embout 17 de centrage pour un meilleur positionnement dans l'amortisseur 5. Elle est portée par un cône 16 15 porte vis qui la maintient dans son axe de vissage. Le vissage s'effectue à l'aide d'une douille 18 de serrage pénétrant le cône. Comme déjà mentionné pour la visseuse 3, cette douille 18 de serrage est inclinée de 6,5 par rapport à l'horizontale vers le haut. Cette douille de 20 serrage a une longueur de 120 mm. Lors du vissage de la vis sur l'amortisseur 5, le cône 16 porte vis se loge dans un évidement de la traverse 6 du train arrière et son extrémité faisant face à la visseuse 3 présente une collerette 19 qui repose sur 25 la face de la traverse tournée vers la visseuse. La vis de fixation 17 est ainsi maintenue par le cône 16 à l'intérieur de la traverse 6 du train arrière. Le cône 16 peut présenter sur sa périphérie des ergots pour une meilleure adhérence avec l'évidement de la traverse 6 du 30 train arrière. A la fin du vissage, la vis 17 est en butée contre l'intérieur de la face de la traverse 6 tournée vers l'amortisseur 5. La figure 7 montre l'ensemble cône 16 -vis 17 et traverse 6 après vissage quand la douille de serrage 18 a 35 été retirée par mouvement de translation sur les rails 9 lors du retrait de la visseuse pneumatique. Un tel dispositif d'assistance peut être aisément muni de dispositifs annexes de sécurité permettant notamment l'arrêt d'urgence ou de moyens comme un avertisseur sonore, un capteur d'arrêt de fabrication en fin de pas de travail, un tapis sensible pour l'arrêt de la ligne de montage. L'invention étant ainsi décrite, il apparaît évident que des éléments identiques peuvent varier de nombreuses façons. De telles variantes ne doivent pas être considérées comme s'écartant de l'esprit et du cadre de l'invention, et la totalité de ces modifications, comme il ressortira à l'évidence pour un homme de métier, sont destinées à être incluses dans le cadre des revendications suivantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'assistance et de réalisation de travaux mécaniques sur une pièce (1) à travailler montée sur un support (2, 7), ce dispositif étant du type pantographe et présentant un porte-outil (11), un outil (3), des moyens de déplacement horizontal (9) de l'outil et des moyens de déplacement dans un plan vertical (12a, 12b, 13a, 13b, 14, 14a, 14b) de l'outil (3), caractérisé en ce que les moyens de déplacement dans un plan vertical (12a, 12b, 13a, 13b, 14, 14a, 14b) de l'outil (3) permettent d'effectuer le déplacement de l'outil (3) selon un arc de cercle d'une position de repos à une position de travail, et en ce que le dispositif d'assistance comprend en outre des moyens d'actionnement (8) permettant à un opérateur d'initier ce déplacement. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de déplacement vertical (12a, 12b, 13a, 13b, 14, 14a, 14b) de l'outil sont composés d'au moins une tige (13a, 13b) fixée de manière pivotante à ses deux extrémités autour d'un axe (12a, 14a ; 12b, 14b) respectivement avec le porte-outil (11) et avec un contrepoids (14), cette tige (13a, 13b) étant en outre montée pivotante en un point de sa longueur autour d'un axe (10a, 10b) fixé au support de la pièce à travailler. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ces moyens de déplacement (12a, 12b, 13a, 13b, 14, 14a, 14b) comportent deux tiges parallèles (13a, 13b). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement (8) sont constitués d'une poignée de commande reliée au porte-outil (11) et dont le déplacement vertical provoque le pivotement de la tige ou des tiges (13a, 13b) autour de son ou leur axe (10a, 10b) fixé au support de la pièce à travailler. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé que le dispositif d'assistance comprend un moyen (15) permettant de limiter le déplacement en arc de cercle de l'outil en se bloquant contre une partie solidaire (15a) du support de la pièce à travailler. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de déplacement horizontal de l'outil (3) est un rail de coulissement (9) disposé entre l'outil (3) et le porte-outil (11) et solidaire de ce dernier, le déplacement horizontal étant initié par un déplacement horizontal de la poignée de commande (8) par l'opérateur. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'outil utilisé est une visseuse pneumatique (3) dont la tête portant une vis (17) est inclinée vers le haut par rapport à l'horizontale d'un faible angle, préférentiellement un angle d'environ 6,5 . 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le vissage s'effectue sur un premier élément (5) à solidariser avec la pièce (1) en traversant un second élément (6), la vis (17) étant en butée contre la face du second élément tournée vers le premier élément quand elle est en position vissée et en ce que la vis (17) utilisée présente à son extrémité à visser un embout de centrage et est revêtue sur une partie de sa longueur d'un cône porte vis (16) se logeant dans le second élément à traverser (6) pour le maintien de la vis (17) dans cet élément, le cône porte vis (16) pouvant présenter à son extrémité tournée vers la visseuse une collerette (18) venant en appui sur la face tournée vers la visseuse du second élément à traverser (6) et/ou des ergots sur sa périphérie pour engagement avec l'intérieur du second élément à traverser (6). 9. Procédé d'assistance et de réalisation de travaux mécaniques sur une pièce à travailler montée surun support en utilisant un dispositif du type pantographe avec porte-outil et outil, caractérisé par les étapes suivantes . indexation du dispositif au support, déplacement du porte-outil et de l'outil solidarisés en un mouvement en arc de cercle dans un plan vertical, - blocage automatique du mouvement lors de l'atteinte d'un déplacement préalablement défini, - déplacement de l'outil, dans un mouvement de translation horizontal vers la pièce à travailler, - opération de l'outil sur la pièce à travailler, - retrait de l'outil après l'opération en effectuant les déplacements inverses. 10. Utilisation d'un dispositif d'assistance selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 ou d'un procédé selon la revendication 9 pour le montage d'un amortisseur arrière (5) par vissage d'une vis (17) à travers la traverse du train arrière (6) d'un véhicule automobile (1) disposé sur balancelle (2) avec platine de coiffage (7) sur une chaîne de montage.