Brevet FR2965203A1 — publié le 20120330

POSTE DE TRAVAIL AVEC MOYENS DE PREVENTION D'UNE OPERATION INADEQUATE La présente invention concerne de manière générale un poste de travail d'une chaîne de montage pour la réalisation d'opérations d'assemblage d'au moins un composant d'un produit, typiquement d'un véhicule automobile. Plus particulièrement l'invention concerne un poste de travail muni au moins d'un outil pour réaliser l'opération d'assemblage. Il est connu dans l'art antérieur, en particulier du document US 2008/251563, un appareil conçu pour la fabrication de cadres qui comporte au moins un pistolet goujonneur destiné à lancer des clous sensiblement dans un plan choisi du cadre. Le pistolet goujonneur (15), qui se déplace verticalement, est conçu avec un dispositif d'entrée de commande activé par un opérateur qui s'étend sensiblement sur la largeur de l'appareil de fabrication de cadres. Ainsi, un tel appareil à clouer comporte un moyen de mesure de la distance avec le support à fixer afin de ne permettre le tir d'un clou que lorsqu'une surface est à distance minimale de l'appareil. Cet appareil est de conception relativement basique dans la mesure où il peut fonctionner quelque soit la surface et l'endroit sur cette surface qui est visée rendant possible une opération de clouage non souhaitée, notamment en cas d'erreur de manipulation de l'opérateur. Il est également connu dans l'art antérieur, en particulier du document US 5 713 250, une visseuse ayant des douilles interchangeables de différentes tailles pour engager dans des écrous de différentes tailles. La visseuse comprend des moyens d'adaptation automatique du couple de serrage en fonction de la douille utilisée. Bien qu'un tel outil de vissage permette de prévenir un serrage inadéquat en fonction de la douille utilisée, il ne permet pas de prévenir une mauvaise utilisation de la visseuse, en particulier une opération de vissage sur un écrou qui ne correspond pas à la douille utilisée et donc au couple de serrage de la visseuse. Il apparaît qu'aucun des outils d'assemblage selon les arts antérieurs sus-présentés ne permettent de répondre aux problématiques récurrentes rencontrées dans les usines de montage. En effet, les opérateurs doivent faire face à une diversité de plus en plus importante de vis et de couple de serrage correspondant. De la même manière, l'opérateur ne doit pas se tromper lors des opérations de remplissage de liquide sur la chaîne de montage. En outre, un souci constant sur les chaînes de montage reste l'optimisation des capacités de production. Comme indiqué ci-avant, il existe une très grande diversité de type de vissage pour pouvoir fixer des équipements sur un véhicule. Pour cela, l'opérateur utilise des visseuses pour serrer les différents composants avec un couple de serrage répondant aux caractéristiques techniques du composant vissé, de la vis et du support accueillant le composant. Ainsi par exemple, il est fréquent d'avoir à un poste de travail (ou poste de montage) au moins deux composants à visser sur le véhicule, un composant A qui doit être vissé avec un couple de serrage à x Nm et un composant B avec un couple de serrage à y Nm. Soit l'opérateur dispose de 2 visseuses, à savoir une visseuse A' avec un couple de serrage à x Nm et une visseuse B' avec un couple de serrage à y Nm. Dans ce cas, l'opérateur devra par conséquent serrer le composant A avec la visseuse A' et serrer le composant B avec la visseuse B'. L'inconvénient vient de ce que l'opérateur pourra par erreur serrer le composant A avec la visseuse B' et inversement. Soit, alternativement, l'opérateur dispose d'une visseuse avec couple de serrage réglable, comme cela est suggéré par le document US 5 713 250, de sorte que l'opérateur devra serrer le composant A avec la visseuse réglée pour A et serrer le composant B avec la visseuse réglée pour B. L'inconvénient réside dans ce cas, en ce que l'opérateur pourra par erreur serrer le composant A avec le couple pour B et inversement. 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 proposer un poste de travail permettant à un opérateur d'effectuer les opérations d'assemblage prévues à ce poste sans risque de se tromper d'outil ni de réglages de l'outil pour assembler un composant. Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un poste de travail d'une chaîne de montage pour la réalisation d'opérations d'assemblage d'au moins un composant d'un produit, comprenant au moins un outil, caractérisé en ce que le poste est pourvu de moyens de repérage de l'outil et de sa position par rapport à la chaîne de montage, de moyens de détermination de l'adéquation de l'outil repéré et de sa position avec l'opération d'assemblage à réaliser et de moyens de prévention d'une opération d'assemblage inadéquate. Un tel poste de travail permet de vérifier que l'outil utilisé par l'opérateur est adéquat et que la position de cet outil est également adéquate par rapport au composant à assembler au poste de travail avant d'effectuer une opération d'assemblage, et en cas d'inadéquation, les moyens de prévention permettent d'empêcher la réalisation d'une opération inadéquate, soit en avertissant l'opérateur soit en adaptant l'outil à l'opération à réaliser. Selon un mode de réalisation avantageux, les moyens de repérage comprennent des moyens d'identification et de localisation suivant trois axes de l'outil et les moyens de détermination de l'adéquation de la position de l'outil avec l'opération d'assemblage à réaliser comprennent des moyens de comparaison des coordonnées relevées suivants les trois axes avec des valeurs minimales et maximales prédéterminées pour chacun des trois axes. De cette manière, le poste de travail permet la vérification de l'utilisation d'un outil adapté mais aussi assure la mise en oeuvre éventuelle des moyens de prévention dès que l'outil franchit une zone délimitée par les valeurs minimales et maximales dans laquelle il doit se situer pour effectuer une opération d'assemblage. Selon un autre mode de réalisation avantageux, les moyens de repérage comprennent un gyroscope agencé dans l'outil apte à déterminer la position de l'outil par triangulation. Alternativement, il peut être prévu un dispositif émetteur/récepteur, l'émetteur étant agencé au niveau du poste de travail et le récepteur sur l'outil ou inversement. L'utilisation d'un tel dispositif présente l'avantage de fournir à la fois un moyen d'identification et de localisation de l'outil. Selon un autre mode de réalisation avantageux, les moyens de repérage comprennent en outre un capteur d'angle de l'outil par rapport à la chaîne de montage, agencé sur l'outil et en ce que les moyens de détermination de l'adéquation de la position repérée de l'outil avec l'opération d'assemblage à réaliser comprennent des moyens de comparaison de l'angle mesuré avec des valeurs minimale et maximale prédéterminées. De cette manière, le poste de travail peut en outre vérifier que le positionnement de l'outil, i.e. l'angle avec lequel l'opérateur présente l'outil au niveau de la zone d'opération, est adéquat pour réaliser l'opération d'assemblage. Selon un autre mode de réalisation avantageux, dans lequel l'outil est un outil de vissage d'au moins deux composants différents, l'outil disposant d'au moins deux couples de serrage correspondant aux différents composants à visser, les moyens de prévention d'une opération inadéquate comprennent des moyens de réglage automatique du couple de serrage adéquat pour visser un composant dont la position sur la chaîne de montage correspond à la position repérée de l'outil. Dans ce mode, l'outil de vissage dispose d'au moins deux couples de serrage. Lorsque la position de l'outil correspond à un composant nécessitant le premier couple de serrage, les moyens de prévention vont automatiquement adapter le couple de serrage au composant à visser, de la même manière lorsque la position de l'outil correspond à un autre composant nécessitant le deuxième couple de serrage, les moyens de prévention vont automatiquement adapter le couple de serrage à cet autre composant, de sorte qu'aucune opération inadéquate ne puisse être effectuée par l'opérateur. Selon une variante de réalisation, des moyens d'avertissement sont également prévus pour prévenir l'opérateur en cas d'utilisation d'un outil inadéquat avec le poste de travail concerné. Selon un autre mode de réalisation avantageux, le poste de travail comprend au moins deux outils de vissage, chaque outil disposant d'un unique couple de serrage pour visser un composant prédéterminé, et les moyens de prévention d'une opération inadéquate comprennent des moyens d'alerte d'un opérateur manipulant un des deux outils lorsque la position repérée de l'outil ne correspond pas à la position sur la chaîne de montage du composant prédéterminé correspondant à visser. Dans ce mode, le poste de travail est prévu pour visser deux types de composants différents au moyen de deux outils de vissage, un pour chaque type de composant à visser. Lorsqu'un outil de vissage inadéquat est utilisé par l'opérateur pour une opération, les moyens de prévention alertent ce dernier pour l'empêcher d'effectuer cette opération. Selon un autre mode de réalisation avantageux, dans lequel l'outil est un outil de remplissage d'un liquide prédéterminé dans un récipient correspondant sur la chaîne de montage, les moyens de prévention d'une opération inadéquate comprennent des moyens d'empêchement du remplissage lorsque la position repérée de l'outil ne correspond pas à la position du récipient à remplir sur la chaîne de montage. Par exemple, les moyens d'empêchement pourront être constitués par un obturateur automatique du bec verseur de l'outil de remplissage. Selon un autre mode de réalisation avantageux, dans lequel l'outil est un outil de remplissage d'un liquide prédéterminé dans un récipient correspondant sur la chaîne de montage, les moyens de prévention d'une opération inadéquate comprennent des moyens d'alerte de l'opérateur manipulant l'outil lorsque la position repérée de l'outil ne correspond pas à la position du récipient à remplir sur la chaîne de montage. Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne une opération d'assemblage d'au moins un composant d'un produit au niveau d'un poste de travail sur une chaîne de montage, comprenant les étapes consistant à (i) repérer la position d'un outil par rapport au poste de travail ; (ii) déterminer l'adéquation de la position repérée de l'outil avec l'opération d'assemblage à réaliser ; et (iii) prévenir une opération d'assemblage inadéquate. 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. Un premier mode de réalisation de la présente invention concerne un poste de montage ou poste de travail d'une chaîne de montage d'un véhicule automobile comprenant un outil de vissage ou visseuse à couple de serrage réglable pour visser plusieurs composants distincts. L'idée selon ce premier mode de réalisation et de repérer la position de la visseuse par rapport à la chaîne de montage de manière à déterminer quel composant l'opérateur s'apprête à visser et à adapter automatiquement le couple de serrage de la visseuse au composant situé dans la zone où a été repéré l'outil. De cette manière, une opération de vissage avec un couple de serrage inadéquat est empêchée. Ainsi, un automate ou dispositif de commande du poste de montage est programmé de sorte à associer un couple de serrage en fonction de la position dans l'espace et avantageusement également de l'angle de la visseuse. Ainsi, sur un même poste de montage, l'opérateur dispose d'une seule visseuse pour serrer toutes les vis ayant une même tête de vis. Le dispositif associe un couple de serrage et l'opérateur n'a pas à régler le couple de serrage ni à utiliser une autre visseuse. On pourra utiliser comme moyens de localisation dans l'espace un gyroscope intégré dans la visseuse en utilisant la technique de triangulation permettant de déterminer la position de l'outil en mesurant les angles entre l'outil et d'autres points de référence du poste de montage dont la position est connue. Alternativement, on pourra utiliser un dispositif émetteur/récepteur permettant de localiser la visseuse dans un espace défini. L'émetteur est typiquement installé au niveau du poste de montage et le récepteur sur l'outil, bien que la disposition inverse soit également possible. La localisation de la visseuse se fait de préférence sur 3 axes x, y et z, avec x l'axe horizontal et parallèle à la ligne de production, y l'axe horizontal et perpendiculaire à la ligne de production et z, l'axe vertical. L'automate ou dispositif de commande est alors programmé de la manière suivante. Il affecte un couple de serrage déterminé C si la visseuse est dans une zone comprise entre : Xmin programmé position repérée. En cas d'opération inadéquate détectée, le poste de montage informe l'opérateur de son choix erroné. Cette alerte peut être implémentée par tous moyens sonores ou visuels suffisants pour être perçus par l'opérateur. Ces moyens d'alerte sont agencés au niveau du poste de montage, de l'outil lui-même ou des deux. L'information fournie permet à l'opérateur soit de changer de visseuse, soit de changer de zone pour visser le composant adéquat. On comprendra que ces moyens d'alerte sont également utilisables avec le mode précédemment décrit d'une visseuse à couple de serrage réglable. Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne un poste de travail dans lequel l'opérateur doit remplir des récipients embarqués sur le véhicule. Il est alors nécessaire de prévoir des moyens de détrompage pour éviter le remplissage d'un orifice correspondant à un autre récipient. Pour cela, le poste de travail doit permettre de garantir qu'un récipient soit rempli avec le bon liquide. Dans ce but, on pourra typiquement équiper le bec de remplissage d'un obturateur automatique ou prévoir des moyens d'alerte. De cette manière, une opération inadéquate de remplissage sera prévenue soit en informant l'opérateur que le bec de remplissage n'est pas dans une zone prévue pour le remplissage du liquide contenu dans l'outil de remplissage, soit par obturation du bec verseur de l'outil, soit les deux. 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. Poste de travail d'une chaîne de montage pour la réalisation d'opérations d'assemblage d'au moins un composant d'un produit, le poste comprenant au moins un outil, et caractérisé en ce que le poste est pourvu de moyens de repérage de l'outil et de sa position par rapport à la chaîne de montage, de moyens de détermination de l'adéquation de l'outil repéré et de sa position avec l'opération d'assemblage à réaliser et de moyens de prévention d'une opération d'assemblage inadéquate. 2. Poste de travail selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de repérage comprennent des moyens d'identification et de localisation suivant trois axes de l'outil et en ce que les moyens de détermination de l'adéquation de la position de l'outil avec l'opération d'assemblage à réaliser comprennent des moyens de comparaison des coordonnées relevées suivants les trois axes avec des valeurs minimales et maximales prédéterminées pour chacun des trois axes. 3. Poste de travail selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de repérage comprennent un gyroscope agencé dans l'outil apte à déterminer la position de l'outil par triangulation. 4. Poste de travail selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif émetteur/récepteur, l'émetteur étant agencé au niveau du poste de travail et le récepteur sur l'outil ou inversement. 5. Poste de travail selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de repérage comprennent en outre un capteur d'angle de l'outil par rapport à la chaîne de montage, agencé sur l'outil et en ce que les moyens de détermination de l'adéquation de la position repérée de l'outil avec l'opération d'assemblage à réaliser comprennent des moyens de comparaison de l'angle mesuré avec des valeurs minimale et maximale prédéterminées. 2965203 -10- 6. Poste de travail selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'outil est un outil de vissage d'au moins deux composants différents, l'outil disposant d'au moins deux couples de serrage correspondant aux différents composants à visser, caractérisé en ce que les moyens de prévention d'une 5 opération inadéquate comprennent des moyens de réglage automatique du couple de serrage adéquat pour visser un composant dont la position sur la chaîne de montage correspond à la position repérée de l'outil. 7. Poste de travail selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant au moins deux outils de vissage, chaque outil disposant d'un unique couple 10 de serrage pour visser un composant prédéterminé, caractérisé en ce que les moyens de prévention d'une opération inadéquate comprennent des moyens d'alerte d'un opérateur manipulant un des deux outils lorsque la position repérée de l'outil ne correspond pas à la position sur la chaîne de montage du composant prédéterminé correspondant à visser. 15 8. Poste de travail selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'outil est un outil de remplissage d'un liquide prédéterminé dans un récipient correspondant sur la chaîne de montage, caractérisé en ce que les moyens de prévention d'une opération inadéquate comprennent des moyens d'empêchement du remplissage lorsque la position repérée de l'outil ne 20 correspond pas à la position du récipient à remplir sur la chaîne de montage. 9. Poste de travail selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'outil est un outil de remplissage d'un liquide prédéterminé dans un récipient correspondant sur la chaîne de montage, caractérisé en ce que les moyens de prévention d'une opération inadéquate comprennent des moyens d'alerte 25 de l'opérateur manipulant l'outil lorsque la position repérée de l'outil ne correspond pas à la position du récipient à remplir sur la chaîne de montage. 10. Poste de travail selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les moyens de prévention sont agencés dans un bec verseur de l'outil de remplissage.. Opération d'assemblage d'au moins un composant d'un produit au niveau d'un poste de travail sur une chaîne de montage, comprenant les étapes consistant à : - repérer la position d'un outil par rapport au poste de travail ; 5 - déterminer l'adéquation de la position repérée de l'outil avec l'opération d'assemblage à réaliser ; et - prévenir une opération d'assemblage inadéquate.