Brevet FR2956828A1 — publié le 20110902

MACHINE D'ASSEMBLAGE COMPORTANT UN POSTE COMMUN D'OUTILLAGES La présente invention concerne de manière générale une machine d'assemblage de séries de pièces destinées à être montées sur un véhicule automobile. Il est connu dans l'art antérieur des outillages permettant de s'adapter à différentes séries de pièces à assembler, comme décrit dans la demande de brevet US 2004/0056400A1. Des outillages de positionnement et de préhension de pièces sont montés sur des premières plaques qui elles même sont fixées par des vis à des deuxièmes plaques. Les deuxièmes plaques sont pourvues de trous percés à intervalles réguliers pour permettre de changer les outillages et / ou d'adapter la position des premières plaques. Un premier inconvénient de ce dispositif est la taille et / ou le poids ainsi que la complexité des outillages, de sorte qu'ils ne sont pas manipulables facilement. Un deuxième inconvénient est le mode de fixation : il faut visser et dévisser des moyens de fixation pour échanger les premières plaques supportant les outillages, cela suppose un temps non négligeable pour échanger les outils entre deux séries de pièces à produire. Enfin, les trous de fixation régulièrement percés forment un quadrillage sur la deuxième plaque, ce qui entraîne un risque d'erreur sur la position des premières plaques lors de leur mise en place, aucun moyen de reconnaissance ou de détrompage des outillages n'étant prévu. Un autre document (US 5 044 541) décrit un système d'assemblage utilisant des outillages flexibles s'adaptant aux produits à assembler. Les outils sont montés sur des chariots motorisés par l'intermédiaire de plaques. Un premier mode de réalisation consiste en des outillages pouvant se déplacer dans les trois axes par le biais d'axes numériques commandés automatiquement, lors des changements de série. Un deuxième mode de réalisation décrit des outils mobiles avec échange de la plaque complète au moyen d'un poste automatisé spécifique lors des changements de série. On retrouve les inconvénients selon le document US 2004/0056400A1, à savoir que les outillages sont complexes, donc coûteux, leur mise en configuration lors des changements de série est automatisée, donc compliquée (un changement de série doit être prévu dans le système informatique). De plus ces outillages étant destinés à des pièces de grandes dimensions, leur manipulation manuelle est difficile voire impossible. Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients des documents de l'art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de fournir une machine d'assemblage comprenant une plaque d'outillages comportant des éléments de posage permettant le positionnement correct de pièces à fixer sur une structure commune spécifique à la série en cours, et un démontage remontage rapide et simple des éléments de posage. Pour cela un premier aspect de l'invention concerne une machine d'assemblage comprenant une plaque d'outillage apte à recevoir un set d'au moins deux éléments de posage de pièces différentes, chaque élément de posage étant positionné par des moyens de positionnement sur la dite plaque, maintenu en place par des moyens de maintien sur la dite plaque et individuellement démontable de la dite plaque, caractérisée en ce que les dites pièces sont assemblées sur une structure commune et en ce que les dits éléments de posage positionnent par leur seule géométrie les dites pièces à assembler par rapport à la dite structure commune. Ainsi, de tels éléments de posage sont d'une conception simple et permettent de positionner les pièces à assembler directement par leur seule géométrie, ce qui exclue l'utilisation d'un mécanisme quelconque pour positionner les pièces à assembler en coopération avec la structure commune spécifique de la série à produire. En outre, selon une première variante de l'invention, chaque élément de posage possède au moins une surface d'appui pour recevoir une pièce correspondante à assembler et en ce que chaque surface d'appui des éléments de posage est fixe, par rapport au positionnement de l'élément de posage correspondant sur la plaque, pour positionner chaque pièce à assembler par rapport à la structure commune. En effet, il est important d'éviter tout réglage long et fastidieux des éléments de posage, notamment lors des changements de série de manière à ne pas allonger le temps d'immobilisation de la machine, ce qui diminue d'autant la disponibilité de celle-ci pour produire. Avantageusement, des premiers moyens de détrompage des éléments de posage sont prévus au sein d'un même set d'éléments de posage. Les risques de mélange des éléments de posage lors de leur mise en place sur la plaque sont réels car l'opération est manuelle. Avec ces moyens de détrompage, les risques de non conformités des produits ou de perte de temps pour remettre les éléments de posage à leur place prévue sont réduits, voire supprimés. Avantageusement, des deuxièmes moyens de détrompage des éléments de posage sont prévus entre deux sets d'éléments de posage différents. De la même manière que précédemment, ces deuxièmes moyens de détrompage sont prévus pour prévenir le risque de mélange d'éléments de posage appartenant à deux sets différents. Les avantages sont les mêmes : réduction des risque de non-conformité des assemblages et réduction des pertes de temps pour remettre la machine en configuration voulue. Toutefois, on pourra prévoir qu'au moins un ou plusieurs éléments de posage sont communs à plusieurs sets, tout en ayant au moins un élément de posage spécifique à chaque set. Avantageusement, les moyens de positionnement sur la plaque sont communs à tous les sets d'éléments de posage. Cela permet de simplifier la conception et la fabrication de la plaque d'outillages, dans la mesure où il suffit d'une seule plaque d'outillages pour produire toutes les séries de pièces. En outre, la mise en configuration lors d'un changement de série est également simplifiée, en réduisant les choix offerts à l'opérateur pour positionner les éléments de posage. Avantageusement, les moyens de positionnement sont situés sur la plaque selon des coordonnées moyennes à au moins deux séries de pièces à assembler et de préférence à quatre séries de pièces à assembler sur des structures communes spécifiques existantes destinées à des véhicules automobiles. Dans le même but de simplifier la conception et la fabrication des éléments de posage, cette disposition astucieuse des moyens de positionnement permet d'obtenir des éléments de posage plus simples et plus homogènes. On évitera ainsi des disparités de forme ou de poids entre les éléments de posage de sets différents. Avantageusement, les moyens de maintien en place des éléments de posage sont actionnés directement à la main. Cela permet un gain de temps et une souplesse accrue lors des changements de série qui doivent être planifiés à l'avance et sont complexes lors d'opérations automatisées. Ici, l'opérateur change seul et sans outil les éléments de posage. Avantageusement, les moyens de maintien en place des éléments de posage sont solidaires de la plaque. Cela permet de réduire le nombre 20 de pièces intermédiaires. Avantageusement, les moyens de maintien comprennent un doigt qui coopère avec un alésage ménagé dans chaque élément de posage. Cette disposition simple et économique permet un blocage des degrés de liberté des éléments de posage. 25 Avantageusement, les moyens de maintien des éléments de posage sont des dispositifs à genouillère. Ces dispositifs, tels que des sauterelles de bridage sont économiques, simples, fiables et faciles à actionner directement à la main par l'opérateur. Avantageusement, les pièces à positionner sont des capteurs 30 optiques, plus précisément, ce sont des capteurs de type AFIL. Ces capteurs doivent être orientés et positionnés précisément afin que leur faisceau optique soit orienté dans la bonne direction. Les éléments de posage, par leur structure, permettent de satisfaire à cet impératif. Avantageusement, la structure commune est un déflecteur. Ces déflecteurs étant des pièces de carrosserie, ils sont spécifiques au véhicule auquel ils sont destinés et la plaque d'outillage permettant un échange rapide, sûr et facile des éléments de posage, de sorte que la production de différentes séries d'assemblage est améliorée. Le temps de mise en configuration est réduit, les risques de mélange ou de non conformité sont limités, les coûts de fabrication des outillages sont réduits. Un second aspect de l'invention concerne un procédé d'assemblage de séries de pièces automobiles assemblées sur une structure commune spécifique à la série à produire, utilisant une machine d'assemblage selon le premier aspect de l'invention, comportant les étapes suivantes : (i) mise en place sur la plaque d'outillage des éléments de posage d'un premier set correspondant à la série (ii) verrouillage des moyens de maintien en place des éléments de posage (iii) mise en place des dites pièces à assembler sur leurs éléments de 10 posage de pièce respectifs (iv) mise en place de la dite structure commune spécifique (v) fixation des dites pièces à assembler sur la dite structure commune spécifique (vi) transfert du produit assemblé au poste suivant 15 (vii) répétition des étapes (iii) à (vi) pour réaliser la quantité d'assemblages voulus dans la première série (viii) déverrouillage des moyens de maintien en place des éléments de posage (ix) démontage des éléments de posage 20 (x) retour à l'étape (i) pour la mise en place d'un deuxième set d'éléments de posage pour produire une deuxième série d'assemblages Enfin l'invention concerne aussi un véhicule automobile comprenant un assemblage obtenu par le procédé selon le second aspect de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit de modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1, représente une plaque d'outillage selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2, représente la plaque d'outillage selon la figure 1 sans les éléments de posage ; - la figure 3, représente en détail les moyens de maintien selon la figure 1; - la figure 4, représente une structure commune assemblée avec les pièces selon le second aspect de l'invention ; La figure 1 représente une vue en perspective d'un plaque 10 d'outillage. Cette plaque est destinée à être intégrée dans une machine d'assemblage (non représentée). Pour des raisons de solidité et de résistance à l'usure, cette plaque sera préférentiellement réalisée en métal, par découpe et usinage par exemple. Elle comporte des éléments de posage 20 (par exemple les outillages) qui positionnent les pièces 30, par exemple des capteurs optiques AFIL, à assembler. Le positionnement des pièces 30 est déterminé pour que les pièces 30 coopèrent avec des emplacements d'une structure commune spécifique (60, Figure 4). Ainsi, lors de la pose de la structure commune spécifique sur les pièces 30, celles-ci sont directement en regard des emplacements de la structure commune où elles doivent être fixées. La fixation des pièces 30 à assembler pourra se faire par exemple par vissage. Les éléments de posage 20 sont conçus pour positionner directement les pièces 30 sans réglage. Ce sont de simples pièces, avantageusement usinées dans un seul bloc d'ébauche. Les éléments de posage 20 présentent des surfaces d'appui 25 sur lesquelles sont déposées les pièces 30 en vue de leur assemblage. Ces surfaces d'appui 25 sont usinées dans les éléments de posage 20, par fraisage par exemple, et leur position est figée. Les éléments de posage 20 sont maintenus en place par des moyens de maintien 50 qui sont avantageusement des sauterelles de bridage ou dispositifs de bridage à genouillère. Le déverrouillage s'effectue manuellement et rapidement. Le verrouillage, sans action de déverrouillage de l'opérateur est irréversible, un maintien en place efficace est donc assuré. Les sauterelles sont équipées d'un doigt 55 qui coopère avec un alésage 22 des éléments de posage 20 pour les maintenir en place, ceci étant décrit plus en détail à la figure 3. Des moyens de détrompage sont prévus pour éviter le mélange des éléments de posage 20. Des premiers moyens de détrompage permettent d'assurer que les éléments de posage 20 d'un même set sont à leur place définie, par exemple en faisant porter à chaque élément de posage 20 un repère géométrique ou un chiffre différent et en reportant chaque repère géométrique ou chiffre correspondant sur la plaque 10 à l'endroit où l'élément de posage 20 doit être positionné. On pourra prévoir d'autres moyens de détrompage adéquats. Des deuxièmes moyens de détrompage sont prévus pour éviter les mélanges des éléments de posage 20 entre deux sets différents. On pourra par exemple peindre de couleurs différentes chaque set afin que l'opérateur visualise immédiatement les familles d'éléments de posage 20. La figure 2 représente la plaque d'outillage 10 déjà mentionnée, mais sans les éléments de posage. Des moyens de positionnement 40 sont disposés sur la plaque 10, ce sont des empreintes et plus particulièrement des empreintes femelles consistant en des lumières 40 rectangulaires. Elles sont obtenues par fraisage par exemple. Elles permettent de disposer les éléments de posage 20 précisément sur la plaque 10, car les éléments de posage présentent chacun une protubérance sur sa base, qui coopère avec la lumière correspondante de la plaque 10. Les éléments de posage 20 sont usinés dans un seul bloc. Cela permet, par agencement entre la protubérance de la base et la surface d'appui 25 de garantir, par le positionnement des lumières 40 sur la plaque 10, que les pièces 30 vont bien coopérer avec la structure commune spécifique (60, figure 4) pour qu'elles soient en regard de leurs emplacements de fixation respectives lorsque la structure 60 sera présentées sur les pièces 30. On voit par ailleurs que les sauterelles de bridage sont simplement fixées directement sur la plaque 10, par l'intermédiaire de vis par exemple. La figure 3 représente un détail des éléments de posage 20 et des moyens de maintien. Le doigt 55 actionné par la sauterelle de bridage peut coopérer avec l'alésage 22 ménagé dans les éléments de posage 20. Les éléments de posage 20 sont posés sur la plaque 10 et ont 5 degrés de liberté bloqués par la coopération de la protubérance avec la lumière 40. Lors du verrouillage de la sauterelle 50, le doigt 55 va s'engager dans l'alésage 22 et bloquer le dernier degré de liberté, en empêchant l'élément de posage 20 de sortir de la lumière 40. Lors du déverrouillage de la sauterelle 50, le doigt 55 va sortir de l'alésage 22 et permettre le dégagement de l'élément de posage 20 de la lumière 40. La figure 4 représente une structure commune 60, ou déflecteur pour véhicule automobile, munie de ses pièces à assembler 30, dans cet exemple des capteurs optiques AFIL. Un tel assemblage ou déflecteur prend place sous le moteur et positionne les capteurs optiques qui permettent de détecter les lignes de couleur différente (ligne blanche au jaune par exemple) de la chaussée, pour avertir le conducteur en cas de franchissement d'une telle ligne. Les déflecteurs devant se monter sur le véhicule, ils sont spécifiques à chaque véhicule et il faut donc prévoir d'assembler les déflecteurs avec leurs capteurs par séries pour rationnaliser l'outil industriel. 2956828 -10- On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS1. Machine d'assemblage comprenant une plaque d'outillage (10) apte à recevoir un set d'au moins deux éléments de posage (20) de pièces (30) différentes, chaque élément de posage (20) étant positionné par des moyens de positionnement (40) sur la dite plaque (10), maintenu en place par des moyens de maintien (50) sur la dite plaque (10) et individuellement démontable de la dite plaque (10), caractérisée en ce que les dites pièces (30) sont assemblées sur une structure commune (60) et en ce que les dits éléments de posage (20) positionnent par leur seule géométrie les dites pièces (30) à assembler par rapport à la dite structure commune (60). 2. Machine d'assemblage selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque élément de posage (20) possède au moins une surface d'appui (25) pour recevoir une pièce (30) correspondante à assembler et en ce que chaque surface d'appui (25) des éléments de posage (20) est fixe, par rapport au positionnement de l'élément de posage correspondant sur la plaque, pour positionner chaque pièce (30) à assembler par rapport à la structure commune (60). 3. Machine d'assemblage selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que des premiers moyens de détrompage des éléments de posage (20) sont prévus au sein d'un même set d'éléments de posage (20). 4. Machine d'assemblage selon la revendication 3, caractérisée en ce que des deuxièmes moyens de détrompage des éléments de posage 25 (20) sont prévus entre deux sets d'éléments de posage (20) différents. 5. Machine d'assemblage selon la revendication 1 à 4, caractérisée en ce que les moyens de positionnement (40) sur la plaque (10) sont communs à tous les sets d'éléments de posage (20). 2956828 -12- 6. Machine d'assemblage selon la revendication 1 à 5, caractérisée en ce que les moyens de positionnement (40) sont situés sur la plaque selon des coordonnées moyennes à au moins deux familles de pièces (30) à assembler. 5 7. Machine d'assemblage selon la revendication 1 à 6, caractérisée en ce que les moyens de maintien (50) en place des éléments de posage (20) sont actionnés directement à la main 8. Machine d'assemblage selon la revendication 1 à 7, caractérisée en ce que les moyens de maintien (50) en place des éléments 10 de posage (20) sont solidaires de la plaque (10). 9. Machine d'assemblage selon la revendication 1 à 8, caractérisée en ce que les moyens de maintien (50) comprennent un doigt (55) qui coopère avec un alésage (22) ménagé dans chaque élément de posage (20). 15 10. Machine d'assemblage selon la revendication 1 à 9, caractérisée en ce que les moyens de maintien (50) des éléments de posage (20) sont des dispositifs à genouillère. 11. Machine d'assemblage selon la revendication 1 à 10, caractérisée en ce que les pièces (30) à positionner sont des capteurs 20 optiques. 12. Machine d'assemblage selon la revendication 1 à 11, caractérisée en ce que la structure commune (60) est un déflecteur. 2956828 -13- 13. Procédé d'assemblage de séries de pièces (30) automobiles assemblées sur une structure commune (60) spécifique à la série à produire, utilisant une machine d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, comportant les étapes suivantes : 5 (i) mise en place sur la plaque d'outillage (10) des éléments de posage (20) d'un premier set correspondant à la série (ii) verrouillage des moyens de maintien (50) en place des éléments de posage (20) (iii) mise en place des dites pièces (30) à assembler sur leurs 10 éléments de posage (20) de pièce respectifs (iv) mise en place de la dite structure commune (60) spécifique (v) fixation des dites pièces à assembler sur la dite structure commune (60) spécifique (vi) transfert du produit assemblé au poste suivant 15 (vii) répétition des étapes (iii) à (vi) pour réaliser la quantité d'assemblages voulus dans la première série (viii) déverrouillage des moyens de maintien (50) en place des éléments de posage (20) (ix) démontage des éléments de posage (20) 20 (x) retour à l'étape (i) pour la mise en place d'un deuxième set d'éléments de posage (20) pour produire une deuxième série d'assemblages 14. Véhicule automobile comprenant un assemblage obtenu par le procédé selon la revendication 13.25