Brevet FR2982783A1 — publié le 20130524

PROCEDE D'ASSEMBLAGE DE CAISSONS POUR DES VEHICULES AUTOMOBILES La présente invention concerne un procédé d'assemblage robotisé de caissons pour véhicules automobiles, notamment pour réaliser des ouvrants du véhicule, ainsi qu'un poste d'assemblage mettant en oeuvre un tel procédé. Certains panneaux de véhicules automobiles, en particulier les ouvrants comme les portes, le hayon arrière ou le capot, comportent deux éléments principaux formés dans des tôles embouties et découpées, comprenant une doublure intérieure, et une tôle d'habillage extérieure appelée aussi peau d'habillage, qui forment une fois assemblés un caisson. La doublure comporte un bord formant le contour extérieur de la pièce, ou le contour d'ouverture recevant par exemple des vitres, sur lequel vient s'ajuster le bord complémentaire de la tôle d'habillage. Le bord de la tôle d'habillage est entouré d'un rebord extérieur, qui est replié de manière continue derrière le bord de la doublure, de façon à serrer fortement cette doublure pour maintenir fermement la tôle d'habillage, et former ainsi un ensemble rigide constituant le caisson. Un type de poste d'assemblage connu, présenté notamment par le document JP-A-2005014069, comporte un premier robot portant par le dessus une matrice disposée dans un plan sensiblement horizontal, qui reçoit en dessous de ce plan la doublure d'un ouvrant, et la tôle d'habillage ajustée sur cet ouvrant. L'ensemble est déposé sur une matrice complémentaire disposée en dessous et fixée au sol, puis le bord de la tôle d'habillage est serti sur la doublure en étant pris entre deux molettes déplacées par des robots, qui font le tour des éléments pour réaliser ce sertissage en continu. Un autre type de poste d'assemblage connu, présenté notamment par le document FR-A1-2906738, comporte un seul robot portant par le dessus une matrice disposée dans un plan sensiblement horizontal, qui reçoit en dessous de ce plan la doublure d'un ouvrant et la tôle d'habillage qui est ajustée. Des paires de molettes comprenant différents écartements entre ces deux molettes, sont fixées au sol sur des supports. Le robot insère le bord de la tôle d'habillage entre une première paire de molettes, puis fait tourner la matrice pour réaliser un premier niveau de pliage sur le pourtour de cette tôle. La même chose est faite ensuite pour les autres paires de molettes, qui resserrent chacune progressivement le pliage afin de réaliser le sertissage complet du caisson. Un problème qui se pose avec ces types de procédé d'assemblage, est que rien n'est prévu pour réaliser des opérations complémentaires sur les éléments du caisson, au cours du procédé. Les opérations complémentaires sont de manière habituelle réalisées sur des installations additionnelles comprenant des postes de dépose et de positionnement des éléments. Ces installations prennent de la place, et nécessitent des temps de chargements et de déchargements des éléments. De plus ces installations complémentaires peuvent nécessiter des interventions manuelles pour les modifier quand on veut changer de type de 20 caisson à assembler, notamment pour adapter les postes de dépose et de positionnement des éléments. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un procédé d'assemblage de caissons pour des 25 véhicules automobiles, comprenant chacun une tôle d'habillage dont le bord ajusté sur celui d'une doublure, comporte une bande entourant ce bord qui vient se replier et se sertir sous le bord de la doublure pour fixer ces deux éléments entre eux et former le caisson, ces deux éléments étant ajustés et supportés par une matrice portée par un robot, caractérisé en ce qu'entre la 30 dépose d'un premier élément sur la matrice et la dépose du deuxième élément, il utilise les mouvements du robot en maintenant ce premier élément fixé sur la matrice, pour le déplacer afin d'effectuer dessus des opérations complémentaires. Un avantage du procédé d'assemblage selon l'invention, est que l'on peut sur ce même poste profiter du robot supportant le premier élément en 5 tôle déjà ajusté sur la matrice, pour effectuer des opérations complémentaires nécessitant des mouvements complexes comme la dépose d'un cordon de colle sur le pourtour de cet élément, ce qui évite des manipulations supplémentaires de l'élément, ainsi que de la place et des coûts d'installations qui seraient nécessaires pour effectuer ces opérations 10 avec des moyens indépendants. Le procédé d'assemblage selon l'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, les opérations complémentaires sont effectuées 15 avec la matrice disposée suivant un plan sensiblement horizontal et portée par sa face arrière, la face avant recevant le premier élément étant tournée vers le haut. En particulier, les opérations complémentaires peuvent comporter une dépose de colle sur le premier élément. 20 La dépose de colle sur le premier élément, peut être faite par un poste d'encollage comportant un distributeur de colle fixe, le robot faisant les mouvements pour déposer un cordon de colle sur le pourtour de ce premier élément. Selon un mode de réalisation, l'opération de sertissage est faite par des 25 molettes de sertissage installées sur un poste fixe. Selon un autre mode de réalisation, l'opération de sertissage est faite par des molettes de sertissage installées sur un robot auxiliaire, avec une coordination des mouvements des deux robots pour parcourir le contour du caisson. 30 Avantageusement, la matrice comporte un assemblage porteur, comprenant des tubes soudés entre eux constituant un treillis rigide. La dépose du premier élément sur la matrice peut être faite manuellement. L'invention a aussi pour objet un ouvrant pour véhicule automobile, comprenant une tôle d'habillage ajustée et sertie sur une doublure, cet ouvrant étant produit avec un procédé comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention a de plus pour objet un poste d'assemblage comportant une matrice supportée et déplacée par un robot, pour réaliser des caissons pour des véhicules automobiles, comprenant chacun une tôle d'habillage dont le bord ajusté sur celui d'une doublure, comporte une bande entourant ce bord qui vient se replier et se sertir sous le bord de la doublure pour fixer ces deux éléments entre eux et former le caisson, ce poste d'assemblage comportant de plus des outils de sertissage, et un poste effectuant des opérations complémentaires sur ces tôles, le poste d'assemblage réalisant les caissons avec un procédé comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple et de manière non limitative, en référence aux 20 dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 présente la dépose de la tôle d'habillage par un opérateur, sur une matrice supportée par un robot, dans un poste d'assemblage mis en oeuvre par un procédé suivant l'invention ; - la figure 2 présente une opération suivante du procédé, comprenant 25 l'encollage de cette tôle d'habillage ; - la figure 3 présente une opération suivante du procédé, comprenant la dépose de la doublure sur la tôle d'habillage par un autre robot ; - la figure 4 présente une opération suivante du procédé, comprenant le sertissage des deux éléments par un autre robot ; 30 - et la figure 5 présente en variante, le sertissage des deux éléments par un jeu de molettes installées sur un poste fixe. La figure 1 présente un poste d'assemblage 1 comprenant un robot 2 fixé au sol, disposant d'un bras polyarticulé qui peut déplacer dans l'espace un poignet 4 fixé au bout de ce bras. Une matrice 6 comportant un assemblage porteur fait de tubes 8 soudés entre eux, constituant un treillis léger et rigide formant sensiblement un plan, comprend sur sa face avant une forme particulière prévue pour recevoir de manière ajustée une tôle d'habillage 10, et pour la maintenir suivant son galbe initial. La matrice 6 est fixée au poignet 4 par le centre de sa face arrière. Cette figure 1 présente la première étape du procédé. Le robot 2 positionne la face avant de la matrice 6 en face d'un poste manuel comprenant un opérateur qui dépose la tôle d'habillage 10 sur cette matrice, le côté extérieur de cette tôle étant en appui sur la matrice. L'opérateur bride ensuite la tôle d'habillage 10 avec des systèmes de verrouillage rapide, de manière à maintenir cette tôle tout en la conformant de manière précise sur la forme de la matrice. En variante, le bridage par l'opérateur peut être supprimé si l'inclinaison de la matrice permet par gravité le maintien de la tôle d'habillage 10, en attendant qu'un second robot vienne mettre en place un presseur appuyant sur cette tôle. On notera que ce poste manuel de dépose de la tôle d'habillage 10 ne comprenant aucune installation particulière, prend donc au sol un espace très réduit, et comporte un coût faible. La figure 2 présente l'étape suivante du procédé. Après un départ cycle donné par l'opérateur, le robot 2 dispose la matrice 6 suivant un plan sensiblement horizontal, la face avant étant tournée vers le haut, de manière à présenter le côté intérieur de la tôle d'habillage 10 sous une buse 24 d'un distributeur fixe de colle 22. Cette disposition de la matrice 6 est particulièrement avantageuse, car elle facilite la descente et la dépose du cordon de colle par gravité. 2 982 783 6 Le distributeur de colle 22 fait partie d'un poste d'encollage 20 fixé au sol. Ensuite le robot 2 fait tourner son poignet 4 tout en se déplaçant légèrement pour compenser des différences de positions ou de hauteurs, de 5 manière à déplacer à une vitesse constante le bord de la tôle d'habillage 10 sous la buse 24, afin de déposer un cordon régulier de colle 28 sur ce bord. On notera que le poste d'encollage 20 pouvant encoller des formes complexes en trois dimensions, est très simple. Le poste d'encollage comprend une installation fixe compacte et standard, ne comportant pas de 10 mouvement, qui peut servir pour n'importe quelle forme particulière de tôle présentée pour la dépose d'un cordon de colle 28, grâce aux mouvements du robot 2. La figure 3 présente l'étape suivante du procédé. Le robot 2 dispose la face avant de sa matrice en face d'un robot auxiliaire 30, supportant une 15 doublure 12 qui a sa face extérieure tournée vers la tôle d'habillage 10, et ajuste la doublure sur cette tôle pour former le caisson 46. Les robots peuvent contrôler l'appui des deux tôles 10, 12 l'une sur l'autre, de manière à assurer un écrasement satisfaisant du joint de colle 28 pris entre ces deux tôles. 20 Ensuite un opérateur vient vérifier le bon positionnement de la doublure 12 sur la tôle d'habillage 10. En variante le robot 30, ou un autre robot en fonction des postes d'assemblage, peut ensuite aller chercher un presseur et le déposer sur le caisson 46 porté par le robot 2, qui maintiendra la doublure 12 en contact 25 avec la tôle d'habillage 10 en attendant l'opération de sertissage. La figure 4 présente l'étape finale du procédé. Un robot auxiliaire de sertissage 40, qui peut être le même que celui de l'étape précédente, porte sur son poignet deux molettes libres en rotation 42, 44, disposées aux deux extrémités opposées d'un même axe. 30 Les deux robots 2, 40 coordonnent alors leurs mouvements de manière à ce que la roulette active 42 fasse le tour du caisson 46, pour effectuer un premier pliage continu de la bande entourant le bord de la tôle d'habillage 10. Ensuite on peut avec la deuxième roulette 44 adaptée à cet effet, faire un second tour du caisson 46 pour finir le sertissage de la tôle d'habillage 10. On notera que grâce à la coordination des mouvements des robots 2, 40, on peut rapidement positionner la matrice 6 en face du robot auxiliaire de sertissage 40, et ce sertissage peut facilement suivre des contours complexes dans les trois dimensions. L'opération de sertissage réalisée par les deux mouvements simultanés, peut être plus rapide. De plus on peut aussi par le contrôle des robots 2, 40, calibrer la pression des molettes 42, 44 sur la tôle d'habillage 10 pour assurer la qualité du sertissage. On obtient un sertissage toujours sur la même matrice 6 qui a reçu au départ la tôle d'habillage 10, ce qui évite de perdre du temps dans des transferts d'éléments sur d'autres matrices, et de risquer de créer des défauts, par des mauvais positionnements par exemple. De plus le robot auxiliaire de sertissage 40 comporte seulement un outil standard, qui peut servir sans modification pour le sertissage d'autres caissons. La figure 5 présente en variante cette dernière opération de sertissage, effectuée avec la molette de sertissage 42 installée sur un poste fixe 50. Dans ce cas seule la matrice 6 est déplacée par son robot 2, pour avancer la molette 42 sur le contour de la tôle d'habillage 10. D'une manière similaire, le robot 2 seul contrôle alors la pression de la molette 42 sur la tôle. Ce poste de sertissage est plus simple et plus économique que le poste présenté figure 4, mais offre moins de possibilités de mouvements. Le procédé suivant l'invention permet de réaliser la préparation complète d'un caisson d'ouvrant 46, à partir d'une seule matrice 6 adaptée pour ce caisson. Le poste d'assemblage 1 est très flexible, on peut facilement modifier le type de caisson à fabriquer en changeant uniquement la seule matrice de ce poste, ce qui représente une opération rapide et économique. Le poste d'assemblage 1 comprenant peu d'installations fixées au sol, est aussi peu encombrant. De plus la combinaison de ce poste d'assemblage 1 avec une matrice allégée 6, donne des rapidités de mouvements qui permettent de réduire les temps de cycle. En variante le poste d'assemblage 1 pourrait être utilisé pour réaliser d'autres opérations complémentaires en conservant le premier élément du caisson 46 déjà fixé sur la matrice 6, comme des opérations de dépose de composants. REVENDICATIONS1. Procédé d'assemblage de caissons pour des véhicules automobiles, comprenant chacun une tôle d'habillage (10) dont le bord ajusté sur celui d'une doublure (12), comporte une bande entourant ce bord qui vient se replier et se sertir sous le bord de la doublure pour fixer ces deux éléments entre eux et former le caisson (46), les deux éléments étant ajustés et supportés par une matrice (6) portée par un robot (2), caractérisé en ce qu'entre la dépose d'un premier élément (10) sur la matrice (6) et la dépose du deuxième élément (12), il utilise les mouvements du robot (2) en maintenant ce premier élément fixé sur la matrice, pour le déplacer afin d'effectuer dessus des opérations complémentaires. 2. Procédé d'assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les opérations complémentaires sont effectuées avec la matrice (6) disposée suivant un plan sensiblement horizontal et portée par sa face arrière, la face avant recevant le premier élément (10) étant tournée vers le haut. 3. Procédé d'assemblage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les opérations complémentaires comportent une dépose de colle sur le premier élément (10). 4 - Procédé d'assemblage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la dépose de colle sur le premier élément (10), est faite par un poste d'encollage (20) comportant un distributeur de colle fixe (24), le robot faisant les mouvements pour déposer un cordon de colle sur le pourtour de ce premier élément. 5 - Procédé d'assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'opération de sertissage est faite par des molettes de sertissage (42) installées sur un poste fixe (50). 6 - Procédé d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'opération de sertissage est faite par des molettes de sertissage (42) installées sur un robot auxiliaire (40), avec une coordination des mouvements des deux robots (2, 42) pour parcourir le contour du caisson. 7 - Procédé d'assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matrice (6) comporte un assemblage 5 porteur, comprenant des tubes soudés entre eux (8) constituant un treillis rigide. 8 - Procédé d'assemblage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la dépose du premier élément (10) sur la matrice (6), est faite manuellement. 10 9 - Ouvrant pour véhicule automobile, comprenant une tôle d'habillage (10) ajustée et sertie sur une doublure (12), caractérisé en ce qu'il est produit avec un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10 - Poste d'assemblage (1) comportant une matrice (6) supportée et déplacée par un robot (2), pour réaliser des caissons (46) pour des véhicules 15 automobiles, comprenant chacun une tôle d'habillage (10) dont le bord ajusté sur celui d'une doublure (12), comporte une bande entourant ce bord qui vient se replier et se sertir sous le bord de la doublure (12) pour fixer ces deux éléments entre eux et former le caisson, ce poste d'assemblage comportant de plus des outils de sertissage (42, 44), et un poste (20) 20 effectuant des opérations complémentaires sur ces tôles (10, 12), caractérisé en ce qu'il réalise les caissons (46) avec un procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes.