Brevet FR2961718A1 — publié le 20111230

-1- L'invention concerne le domaine de la peinture de pièces de carrosserie de véhicules automobiles. La peinture des pièces de véhicules automobiles est souvent réalisée dans une chaîne peinture, qui est une installation dans laquelle des balancelles portant plusieurs pièces à peindre circulent en convoi à travers une succession de postes. Une chaine peinture peut ainsi comporter la succession de postes suivants : - flammage, - application d'un primaire, - éventuellement étuvage pour séchage si le primaire utilise l'eau comme solvant (on parle alors de produit « hydro », sinon, on parle de produit « solvanté »), - application d'une base, - à nouveau éventuellement étuvage pour séchage si la base est un produit hydro, - application de vernis, - chauffage pour cuisson. Les produits désignés « primaire », « base » et « vernis » sont aussi appelés « composants de peinture ». Les transferts de pièces entre deux postes prennent le temps nécessaire pour parcourir la distance séparant ces deux postes. Ce temps peut être mis à profit pour laisser les produits qui viennent juste d'être appliqués se répartir de façon homogène sur la surface de la pièce. On parle alors de « tension » du produit, laquelle résulte d'un équilibrage des tensions de surface dans la couche appliquée de produit encore liquide. Dans le même temps, le solvant (eau ou pas) s'évapore, ce qui rend le produit appliqué moins liquide et le fige en conservant le tendu de la couche. Cette phase combinée de tension et d'évaporation du solvant est généralement désignée « flash off ». Elle intervient immédiatement après chacune des phases d'application (du primaire, de la base et du vernis) et avant l'étape suivante définie ci-dessus. Sa durée peut être ajustée, en fonction du besoin, en allongeant le trajet des balancelles entre le poste d'application et le poste suivant. Avec une autre technologie de composant de peinture, par exemple un composant de peinture à réticulation, l'évaporation du solvant serait combinée avec une étape de réticulation. Dans ce cas, on exposerait le produit à une irradiation par un système infra-rouge ou ultra-violet pour provoquer simultanément la réticulation et la tension du produit dans la couche. La phase consistant à laisser le produit se tendre, tout en le faisant réticuler, correspondrait au « flash off ». Dans la suite de la description, on désignera globalement par le terme « flash off » l'opération subie par le composant de peinture juste après son application et -2- avant le poste suivant défini ci-dessus. Le « flash off » selon l'invention est donc une combinaison d'une tension de surface et soit d'une désolvatation, soit d'une réticulation, soit de toute autre opération ayant pour effet de figer le produit tendu. La présente invention concerne les installations de peinture de type à cabine, lesquelles se distinguent des chaînes peinture par le fait que les pièces y sont portées non par des balancelles parcourant une succession de postes, mais par un robot manipulateur fixe qui les déplace devant un ou plusieurs applicateurs fixes dans une cabine de peinture. Le ou les applicateurs étant fixes, l'acheminement des composants de peinture à appliquer et le contrôle des flux d'air sous lesquels les particules de peinture sont projetées sont mieux et plus économiquement réalisés. Dans ces installations plus compactes, une pièce peut donc passer très rapidement d'une étape d'application d'un composant à l'étape suivante d'application du composant suivant (par exemple de l'étape de pulvérisation d'un primaire à une étape de projection d'une base), sans qu'il reste un temps suffisant pour le flash off de la première couche. Face à ce problème, par analogie avec une chaîne peinture dans laquelle on allonge le trajet imposé entre deux postes pour ménager un temps de flash off suffisant, la solution la plus évidente consiste à déposer la pièce dans une zone d'attente, voire dans une autre cabine contiguë, pour lui laisser un temps de flash off immédiatement après application du premier composant, puis à faire traiter une autre pièce au robot pendant ce temps de flash off (on parle alors de traitement en temps masqué, partiellement ou totalement). Ainsi, l'occupation du robot est maximale, ce qui est souvent le meilleur moyen de rentabiliser un investissement aussi coûteux. Toutefois, les inventeurs ont effectué des essais de manipulation des pièces par le robot pendant son temps de flash off et ont mis en évidence que, contrairement aux idées reçues, il n'était pas forcément optimal de déposer la pièce dans une zone d'attente. Ainsi, la présente invention a pour objet un procédé de peinture d'une pièce de carrosserie de véhicule automobile, comprenant les étapes consistant à appliquer un premier composant sur la pièce, à laisser ce premier composant se tendre sur cette pièce pendant une phase dite de « flash off », puis à appliquer un deuxième composant sur la pièce, la pièce étant déplacée par un robot manipulateur devant au moins un applicateur fixe pendant les deux étapes de pulvérisation, caractérisé en ce que, pendant une partie au moins de la phase de flash off, la pièce est déplacée par le robot manipulateur devant un moyen d'accélération du flash off. L'invention revient donc à utiliser le robot pendant le temps de flash off de la -3- pièce pour aider à l'accélération de ce flash off, plutôt que de libérer le robot pour une autre tâche. Le moyen d'accélération du flash off peut consister en un générateur d'air sec, un générateur d'air chaud, un ventilateur, une combinaison de ceux-ci pour provoquer une déshydratation (perte d'eau) ou une désolvatation (perte de solvant autre que de l'eau) ou une source d'ultra-violet ou d'infra-rouge pour provoquer une réticulation du composant de peinture. Le moyen d'accélération du flash off peut aussi être un soufflant d'air qui donne à l'air soufflé sur la pièce une vitesse supérieure à la vitesse de l'air autour de la pièce pendant les étapes d'application. Le premier composant de peinture peut être un primaire ou une base. Le deuxième composant peut être une base ou un vernis. Dans un mode de mise en oeuvre particulier de l'invention, on fait déplacer la pièce par le robot pendant le fonctionnement du moyen d'accélération du flash off, de manière à exposer toute la surface peinte de la pièce audit moyen d'accélération du flash off. Le robot contribue ainsi à réduire la durée du flash off, en permettant une exposition optimale de la pièce en face du moyen d'accélération, lequel peut alors être de champ d'action limité. On peut donc, grâce à l'utilisation du robot, recourir à un moyen d'accélération du flash off très localisé, peu encombrant, bon marché et économe en énergie. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le moyen d'accélération du flash off est un support de pièce destiné à être intercalé entre un bras du robot manipulateur et la pièce, ledit support présentant des surfaces de contact avec des parties non peintes de la pièce, ces surfaces de contact étant munies d'un moyen de chauffage. L'invention a aussi pour objet une cabine de peinture, caractérisée en ce qu'elle comprend : - au moins un applicateur fixe pour appliquer un composant de peinture sur une pièce portée par un bras d'un robot manipulateur présent dans la cabine et - un moyen d'accélération du flash off de la pièce, agencé dans la cabine de manière que la pièce puisse entrer dans le champ d'action de ce moyen d'accélération en étant portée par le même robot manipulateur. Dans un mode de réalisation, le moyen d'accélération est mis en fonctionnement uniquement lorsque le bras du robot manipulateur présente la pièce dans le champ d'action dudit moyen d'accélération. -4- Afin de mieux faire comprendre l'invention, on va en décrire maintenant un mode de mise en oeuvre, donné à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin schématique annexé, dans lequel : - la figure 1 est une vue en perspective d'une cabine de peinture, - la figure 2 est une vue de dessous du plafond de la cabine de la figure 1. Pour expliquer tout d'abord l'intérêt de l'invention, il convient de rappeler qu'elle se distingue d'une solution plus conventionnelle consistant à déposer la pièce fraîchement peinte dans une zone d'attente pour lui laisser un temps de flash off entre deux applications de composant de peinture. Or, laisser la pièce faire son flash off dans une zone d'attente implique, d'une part, un accroissement significatif des tâches du robot (par exemple : déposer la première pièce en zone d'attente, déposer la deuxième pièce en zone d'attente, aller reprendre la première pièce, aller reprendre la deuxième pièce, etc.) et, d'autre part, des investissements et surfaces d'installations réservés à cette zone d'attente (par exemple : une seconde cabine équipée de posages, un système de ventilation et un sas de communication piloté avec la cabine de peinture). Ces constatations sont résumées dans le comparatif ci-après, qui récapitule les opérations et trajectoires effectuées par le robot dans deux hypothèses d'application de trois composants de peinture (primaire, base et vernis) : - traitement en parallèle des deux pièces avec stockage temporaire d'une pièce 1 pour son flash off pendant l'application sur la pièce 2 et vice-versa et - traitement en séquentiel des deux pièces avec application et flash off de la pièce 1, puis application et flash off de la pièce 2. Parallèle Séquentiel Pièce 1 et pièce 2 Pièce 1 Pièce 2 Trajet vers stock Trajet vers stock Saisie pièce 1 Saisie pièce 1 Trajet pièce 1 de stock vers Trajet pièce 1 de stock applicateur primaire vers applicateur primaire Trajet pièce 1 de applicateur Trajet pièce 1 de primaire vers zone d'attente applicateur primaire vers accélérateur de flash off Dépôt pièce 1 Trajet à vide vers stock Trajet à vide vers stock Saisie pièce 2 Saisie pièce 2 Trajet pièce 2 de stock vers Trajet pièce 2 de stock applicateur primaire vers applicateur primaire -5 Trajet pièce 2 de applicateur Trajet pièce 2 de primaire vers zone d'attente applicateur primaire vers accélérateur de flash off Dépôt pièce 2 Traiet à vide de zone d'attente à zone d'attente Saisie . ièce 1 Trajet pièce 1 de zone d'attente Trajet pièce 1 de à applicateur base accélérateur de flash off à applicateur base Trajet pièce 1 de applicateur Trajet pièce 1 de base à zone d'attente applicateur base à accélérateur de flash off Dépôt pièce 1 Traiet à vide de zone d'attente à zone d'attente Saisie pièce 2 Trajet pièce 2 de zone d'attente Trajet pièce 2 de à applicateur base accélérateur de flash off à applicateur base Trajet pièce 2 de applicateur Trajet pièce 2 de base à zone d'attente applicateur base à accélérateur de flash off Dépôt pièce 2 Trajet à vide de zone d'attente à zone d'attente Saisie pièce 1 Trajet pièce 1 de zone d'attente Trajet pièce 1 de à applicateur vernis accélérateur de flash off à applicateur vernis Trajet pièce 1 de applicateur Trajet pièce 1 de vernis à zone d'attente applicateur vernis à accélérateur de flash off Dépôt pièce 1 Trajet à vide de zone d'attente à zone d'attente Saisie pièce 2 Trajet pièce 2 de zone d'attente Trajet pièce 2 de à applicateur vernis accélérateur de flash off à applicateur vernis Trajet pièce 2 de applicateur Trajet pièce 2 de vernis à zone d'attente applicateur vernis à accélérateur de flash off Dépôt pièce 2 Traiet à vide de zone d'attente à zone d'attente Saisie pièce 1 Trajet pièce 1 de zone d'attente Trajet pièce 1 de à sortie accélérateur de flash off à sortie Dépôt pièce 1 Dépôt pièce 1 Trajet à vide de zone d'attente à zone d'attente Saisie pièce 2 Trajet pièce 2 de zone d'attente Trajet pièce 2 de à sortie accélérateur de flash off à sortie Dépôt pièce 2 Dépôt pièce 2 Les opérations soulignées sont celles qui sont effectuées de façon supplémentaire si on traite en parallèle les deux pièces pour laisser à chacune d'elles un temps de flash off en zone d'attente, plutôt que, selon l'invention, séquentiellement. II apparaît ainsi que déposer la pièce en zone d'attente implique dix-huit opérations supplémentaires du robot. Grâce à l'invention, non seulement on évite ces dix-huit opérations supplémentaires mais, en outre, on réduit le temps de flash off entre deux applications, grâce au fait que l'on utilise le bras du robot pour présenter la pièce devant un accélérateur de flash off. Sur la figure 1, on a représenté une cabine de peinture comprenant des cloisons verticales 1, un plafond (non représenté) et un sol 3, dont une partie grillagée 3a correspond à une aspiration d'air. Le sol 3 supporte un robot manipulateur 5 ayant un bras mobile 7 à six degrés de liberté. Un tel robot est répandu dans l'industrie automobile et ne sera pas décrit ici. A titre d'exemple, le modèle P250 de la société FANUK convient pour la mise en oeuvre de l'invention. Le robot porte une pièce de grandes dimensions qui est ici une peau de pare-chocs 9. L'extrémité du bras 7 porte un préhenseur « universel » 11, ainsi qualifié du fait qu'il est utilisable, sans réglage spécifique, avec plusieurs pièces différentes d'une même campagne de production. Ainsi, des peaux de pare-chocs de deux ou trois modèles différents, produites au même moment, peuvent toutes être manipulées par le robot sans qu'il soit nécessaire de régler le préhenseur entre deux pièces. Le réglage du préhenseur n'est requis que pour le préparer à manipuler d'autres pièces d'une même autre campagne de production. -7- Le bras mobile 7 est capable, grâce au préhenseur universel Il, de présenter la peau de pare-chocs 9 devant chacun des trois applicateurs 27, 27', 27" situés à distance du plafond de la cabine et alimentés respectivement en primaire, base et vernis par des conduites 29. Ces applicateurs 27, 27', 27" sont fixes et positionnés de façon qu'une pièce puisse être orientée et placée avec sa partie à peindre en face d'eux. Les flux de gouttelettes de composants de peinture projeté par chaque applicateur 27, 27', 27" est envoyé par l'applicateur dans la direction verticale, de haut en bas, sur la peau de pare-chocs. Le flux est donc orienté comme le flux d'air entrant dans la grille 3a et comme la pesanteur (gravité). Il bénéficie donc de conditions optimales pour s'appliquer de façon homogène sur toute la surface à peindre de la peau de pare-chocs. La surface à peindre est la face externe de la peau de pare-chocs 9. Elle est recouverte d'une couche homogène de primaire, base, puis vernis grâce au fait que le bras 7 déplace la peau de pare-chocs 9 de manière à présenter chaque portion à peindre de cette surface à bonne distance et pendant un temps d'exposition approprié. Le premier applicateur 27 est un pulvérisateur à air, par exemple AGMD de chez ITW, qui permet de pulvériser un primaire de type primaire conducteur bicomposant pour polypropylène. Le deuxième 27' et le troisième 27" applicateurs sont des pulvérisateurs à bol tournant, par exemple RB1000 de chez ABB ou PPH607 de chez SAMES, bien connus dans le domaine de la peinture. Ils permettent respectivement du pulvériser une base de type base monocomposant de type polyester et un vernis de type bicomposant à base acrylique. Comme on le voit sur la figure 2, qui représente le plafond 5 de la cabine, une grille 25 est agencée à proximité des applicateurs (dont les emplacements sont indiqués en pointillés) pour laisser passer l'air provenant d'un soufflant 12 d'air sec et chaud à environ 20 % d'humidité relative et à environ 45 °C de température, qui sert à accélérer le flash off des pièces, après application de chacun des trois composants. Le temps de présentation de la pièce par le robot 5 devant le soufflant 12 est de 60 secondes. Du fait que la pièce est maintenue par le robot 5 pendant le soufflage, elle peut être orientée et déplacée devant la grille 25 de manière à mettre toute la surface peinte de la pièce 9 au contact de l'air chaud et ainsi optimiser l'effet de l'air chaud sur l'évaporation du solvant (ou de l'eau). En d'autres termes, le robot peut lui aussi contribuer à réduire le temps de flash off en augmentant l'efficacité de - l'accélérateur de flash off. Grâce à l'optimisation du temps de flash off, le procédé selon l'invention consistant à ne pas reposer la pièce pour son flash off procure des avantages significatifs. Un autre avantage de l'invention est la compacité de l'installation de peinture, qui se résume à la seule cabine. Il est bien entendu que le mode de mise en oeuvre qui vient d'être décrit ne présente aucun caractère limitatif et qu'il pourra recevoir toute modification désirable sans sortir pour cela du cadre défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS1. Procédé de peinture d'une pièce de carrosserie (9) de véhicule automobile, comprenant les étapes consistant à appliquer un premier composant sur la pièce, à laisser ce premier composant se tendre sur cette pièce pendant une phase dite de « flash off », puis à appliquer un deuxième composant sur la pièce (9), la pièce étant déplacée par un robot manipulateur (5) devant au moins un applicateur fixe (27, 27', 27") pendant les deux étapes de pulvérisation, caractérisé en ce que, pendant une partie au moins de la phase de flash off, la pièce (9) est déplacée par le robot manipulateur (5) devant un moyen (12) d'accélération du flash off. 2. Procédé selon la revendication 1, selon lequel le moyen d'accélération du flash off est un soufflant d'air (12) qui donne à l'air soufflé sur la pièce une vitesse supérieure à la vitesse de l'air autour de la pièce pendant les étapes d'application. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le moyen d'accélération du flash off est un soufflant (12) d'air chaud et/ou sec. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le moyen d'accélération du flash off est une source d'ultra-violets ou d'infra-rouges. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel on fait déplacer la pièce (9) par le robot (5) pendant le fonctionnement du moyen (12) d'accélération du flash off, de manière à exposer toute la surface peinte de la pièce (9) audit moyen (12) d'accélération du flash off. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le moyen d'accélération du flash off est un support de pièce destiné à être intercalé entre un bras du robot manipulateur et la pièce, ledit support présentant des surfaces de contact avec des parties non peintes de la pièce, ces surfaces de contact étant munies d'un moyen de chauffage. 7. Cabine de peinture caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un applicateur fixe (27, 27', 27") pour appliquer un composant de peinture sur une pièce (9) portée par un bras d'un robot manipulateur (5) présent dans la cabine et un moyen (12) d'accélération du flash off de la pièce, agencé dans la cabine de manière que la pièce (9) puisse entrer dans le champ d'action de ce moyen (12) d'accélération en étant portée par le même robot manipulateur (5). 8. Cabine selon la revendication 7, dans laquelle le moyen (12) d'accélération est mis en fonctionnement uniquement lorsque le bras du robot manipulateur (5) présente la pièce (12) dans le champ d'action dudit moyen (12) d'accélération.