Brevet FR3002473A1 — publié le 20140829

PUPITRE DE TRAVAIL ERGONOMIQUE ET PROCEDE POUR LE CHARGEMENT ET LE DECHARGEMENT D'UNE PIECE SUR LE PUPITRE L'invention concerne un pupitre de travail ergonomique ainsi qu'un 5 procédé pour le chargement et le déchargement automatique de la pièce sur le pupitre. Une grande partie de la fabrication industrielle est réalisée au moyen de lignes de productions automatisées, notamment dans le domaine de l'industrie automobile. 10 De telles lignes de production permettent de fabriquer diverses pièces, comme des pièces de carrosserie pour un véhicule automobile qui sont fabriquées par emboutissage. Ce type de fabrication automatisée nécessite parfois l'intervention d'un opérateur pour retoucher ou rectifier une pièce présentant un défaut de 15 fabrication. La hauteur de la pièce à retoucher étant figée et conditionnée par la ligne de fabrication, il est connu d'équiper la ligne de production d'une table monte charge qui permet à l'opérateur de travailler dans une position ergonomique à hauteur de la pièce à retoucher. 20 Ce type de table comporte un plateau qui est monté mobile sur des pieds, de bas en haut selon une direction verticale, entre une position haute de travail et une position basse de repos. Ainsi, l'opérateur peut régler la hauteur du plateau en fonction de sa propre taille pour travailler sur la pièce à retoucher dans une position 25 ergonomique, à une hauteur adaptée. Toutefois, ce type de table demande à l'opérateur de monter et de descendre du plateau à chaque opération sur la pièce à retoucher, ce qui rend la tâche de retouche pénible. De plus, l'implantation de ce type de table nécessite souvent la 30 réalisation d'une fosse dans le sol pour permettre à la table de s'escamoter dans le sol lorsqu'elle occupe sa position basse de repos, afin de ne pas gêner la circulation au pied de la ligne de production. En outre, le travail en hauteur de l'opérateur présente un risque pour la sécurité de l'opérateur. 35 Pour pallier notamment ces inconvénients, l'invention propose un pupitre de travail ergonomique, caractérisé en ce qu'il comporte : - un châssis fixe formant embase, - un châssis mobile qui est équipé d'un support conçu pour supporter une pièce à travailler, et qui est monté mobile sur le châssis fixe de bas en haut selon une direction verticale, entre une position basse de repos dans laquelle le châssis mobile occupe une position prédéterminée dans l'espace pour permettre à un robot le chargement et le déchargement de la pièce sur le support prévu à cet effet, et une position haute de travail dans laquelle le châssis mobile occupe une position ergonomique adaptée à la taille de l'opérateur travaillant sur la pièce, - un moyen d'entraînement en déplacement du châssis mobile entre sa position haute de travail et sa position basse de repos, - un moyen de réglage du châssis mobile dans sa position haute de travail, qui est conçu pour régler la hauteur du châssis mobile par rapport au châssis fixe et pour permettre l'entraînement du châssis mobile directement depuis sa position basse de repos, jusqu'à sa position haute de travail préréglée. Ainsi, le pupitre selon l'invention permet le travail de l'opérateur sur la pièce dans une position ergonomique, la hauteur de la pièce étant déterminée en fonction de la taille de l'opérateur. De plus, le pupitre permet un chargement automatisé de la pièce sur le pupitre lorsque le châssis mobile occupe sa position basse de repos, et un retour automatique du châssis mobile vers sa position haute de travail préréglée. Selon une autre caractéristique, le moyen de réglage de la hauteur du châssis mobile comporte une première butée qui est montée de façon mobile et réglable sur le châssis mobile, et une seconde butée qui est fixée sur le châssis fixe et qui est conçue pour coopérer avec la première butée pour limiter la course du châssis mobile jusqu'à sa position haute de travail préréglée. Cette caractéristique permet de « mémoriser » la position haute de travail du châssis mobile. De plus, le moyen de réglage comporte : - une manivelle conçue pour être actionnée par l'opérateur, - une vis sans fin verticale qui est montée libre en rotation sur le 35 châssis mobile et qui est entraînée en rotation par la manivelle, - un écrou qui est monté coulissant verticalement sur la vis sans fin et qui est solidaire de la première butée mobile pour permettre le réglage en hauteur de la première butée mobile. Cette caractéristique permet à l'opérateur de régler lui-même la 5 hauteur du châssis mobile dans une position ergonomique la mieux adaptée. En outre, le moyen d'entraînement en déplacement du châssis mobile comporte un actionneur qui entraîne le châssis mobile en déplacement depuis sa position haute de travail jusqu'à sa position basse de repos automatiquement. 10 Le moyen d'entraînement en déplacement du châssis mobile comporte un contrepoids qui est relié sur le châssis mobile et qui forme un moyen de rappel automatique du châssis mobile depuis sa position basse de repos jusqu'à sa position haute de travail. Complémentairement, le pupitre comporte un verrou de sécurité qui 15 est conçu pour verrouiller automatiquement le châssis mobile dans sa position basse de repos. Enfin, le pupitre comporte un moyen de bridage automatique du châssis mobile dans sa position haute de travail. L'invention concerne aussi un procédé pour le chargement et le 20 déchargement d'une pièce sur un pupitre au moyen d'un robot, qui comporte successivement : - une étape de chargement de la pièce à travailler sur le support du pupitre, au moyen dudit robot, - une étape de montée du châssis mobile depuis sa position basse 25 de repos, jusqu'à sa position haute de travail, - une étape de descente du châssis mobile depuis sa position haute de travail jusqu'à sa position basse de repos, et - une étape de déchargement de la pièce au moyen du robot. Le procédé selon l'invention permet de charger automatiquement 30 une pièce sur le pupitre et d'entraîner en déplacement le châssis mobile dans sa position haute de travail ergonomique adaptée à l'opérateur. Selon une autre caractéristique, le procédé comporte une étape de réglage qui consiste à régler la hauteur du châssis mobile dans sa position haute de travail pour s'adapter à la taille de l'opérateur. 35 L'invention concerne aussi un système de chargement et de déchargement d'une pièce à travailler sur un pupitre de travail ergonomique, qui comporte un robot comportant un bras conçu pour charger et décharger la pièce à travailler sur le pupitre lorsque le châssis mobile du pupitre occupe sa position basse de repos de référence. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à 5 la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de dessus, illustrant un système de chargement et de déchargement d'une pièce à travailler sur un pupitre de travail, selon l'invention ; 10 - la figure 2 est une vue en perspective, qui illustre le pupitre de travail de la figure 1 comportant un châssis mobile dans une position basse ; - la figure 3 est une vue en perspective similaire à la figure 2, qui illustre le châssis mobile du pupitre dans une première position haute de travail ; 15 - la figure 4 est une vue en perspective similaire à la figure 2, qui illustre le châssis mobile du pupitre dans une seconde position haute de travail ; - la figure 5 est une vue en perspective, qui illustre un moyen d'entraînement en déplacement du châssis mobile. 20 Dans la description et les revendications, on utilisera à titre non limitatif les expressions « supérieur », « inférieur » et « bas », « haut » en référence à la gravité terrestre, et à la partie supérieure et à la partie inférieure respectivement des figures 2 à 5. De plus, pour clarifier la description et les revendications, on 25 adoptera à titre non limitatif la terminologie longitudinal, vertical et transversal en référence au trièdre L, V, T indiqué aux figures. On a représenté à la figure 1 un système 10 de chargement et de déchargement d'une pièce 12 à travailler sur un pupitre 14 de travail qui est agencé dans une enceinte 16 sécurisée. 30 La pièce 12 à travailler est par exemple un élément de carrosserie d'un véhicule automobile à retoucher manuellement par un opérateur. L'enceinte 16 délimite une cellule 20 de travail qui est close par un grillage 22 et un rideau 24 d'accès. De plus, le système 10 comporte un bras robotisé 26 articulé, ou 35 robot, qui est conçu pour prélever la pièce 12 sur un poste 28 de la chaîne de fabrication, et charger la pièce 12 sur le pupitre 14. La pièce 12 est prise sur le poste 28 par le bras robotisé 26 dans une position déterminée, et la pièce 12 est chargée, ou déposée, sur le pupitre 14 dans une position déterminée, de sorte que le bras robotisé 26 effectue toujours le même mouvement pour charger la pièce 12 sur le pupitre 14. Le pupitre 14, représenté en détail aux figures 2 à 5, est équipé d'un châssis fixe 30 et d'un châssis mobile 32, ou chariot, qui est monté coulissant verticalement sur le châssis fixe 30. Comme on peut le voir à la figure 2, le châssis fixe 30 comporte un socle 34 posé sur le sol, et une colonne 38 qui s'étend verticalement vers le 10 haut depuis le socle 34. La colonne 38 est pourvue d'un premier rail 40a et d'un second rail 40b qui sont fixés sur une face avant de la colonne 38 et qui s'étendent chacun verticalement. Le châssis mobile 32 présente la forme d'une plaque 42 ajourée 15 qui s'étend verticalement depuis une portion inférieure 44 jusqu'à une portion supérieure 46. La portion supérieure 46 de la plaque 42 est équipée de deux chandeliers 48 transversaux qui sont agencés perpendiculairement à la plaque 42 et qui sont chacun munis d'un moyen d'attache 50 du type agrafe. 20 Chaque moyen d'attache 50 est adapté pour fixer un support (non représenté), un bras de support par exemple, conçu pour recevoir et supporter la pièce 12 à travailler. De plus, la plaque 42 est équipée de deux premiers moyens de roulement 52a qui coopèrent avec le premier rail 40a du châssis fixe 30, et de 25 deux seconds moyens de roulement 52b (représentés à la figure 5) qui coopèrent avec le second rail 40b, pour permettre le coulissement vertical du châssis mobile 32. Dans ce but, chaque moyen de roulement 52a, 52b comporte deux galets (non représentés) qui sont agencés de part et d'autre du rail 40a, 40b 30 associé. Le châssis mobile 32 est monté coulissant sur le châssis fixe 30, de bas en haut selon une direction verticale, entre une position basse de repos représentée à la figure 2, dans laquelle le châssis mobile 32 occupe une position prédéterminée dans l'espace pour permettre au bras robotisé 26 le 35 chargement et le déchargement de la pièce 12 sur le support prévu à cet effet, et une position haute de travail, représentée aux figures 3 à 5, dans laquelle le châssis mobile 32 occupe une position ergonomique adaptée à la taille de l'opérateur travaillant sur la pièce 12. Complémentairement, le pupitre 14 comporte un moyen de réglage 54 du châssis mobile 32 dans sa position haute de travail, qui est conçu pour régler la hauteur du châssis mobile 32 par rapport au châssis fixe 30 et pour permettre l'entraînement du châssis mobile 32 directement depuis sa position basse de repos, jusqu'à sa position haute de travail préréglée. A cet effet, le moyen de réglage 54 comporte une vis sans fin 56 qui s'étend verticalement selon un axe A de rotation et qui est montée libre en 10 rotation autour de l'axe A sur le châssis mobile 32. La vis sans fin 56 est montée tournante dans un premier palier supérieure 58 et dans un second palier 60 inférieur qui sont fixés sur la plaque 42 du châssis mobile 32. De plus, le moyen de réglage 54 comporte une manivelle 62 qui est 15 conçue pour être actionnée par l'opérateur et qui coopère avec un boîtier 64 de retour d'angle pour entraîner la vis sans fin 56 en rotation. De façon complémentaire, un écrou 66 est monté coulissant verticalement sur la vis sans fin 56, l'écrou 66 étant entraîné vers le haut lorsque la manivelle 62 est tournée dans un premier sens, et vers le bas 20 lorsque la manivelle 62 est tournée dans un second sens opposé. De plus, l'écrou 66 comporte un doigt saillant qui s'étend transversalement vers la colonne 38 du châssis fixe 30 et qui constitue une première butée 68 mobile. En outre, le moyen de réglage 54 comporte une seconde butée 70 25 complémentaire qui est fixée sur le châssis fixe 30, au dessus de la première butée 68 mobile, de façon à coopérer avec la première butée 68 mobile, pour limiter la course du châssis mobile 32 vers le haut jusqu'à sa position haute de travail. De même, la portion inférieure 44 de la plaque 42 du châssis 30 mobile 32 comporte deux tampons 72 qui coopèrent avec deux pieds 74 complémentaires agencés sur le socle 34 lorsque le châssis mobile 32 occupe sa position basse de repos, pour limiter la course du châssis mobile 32 vers le bas jusqu'à sa position basse de repos. Selon un autre aspect, le pupitre 14 comporte un moyen 35 d'entraînement en déplacement du châssis mobile 32 entre sa position haute de travail et sa position basse de repos. Plus particulièrement, le moyen d'entraînement comporte un actionneur 78 qui permet d'entraîner le châssis mobile 32 jusqu'à sa position basse de repos, et un contrepoids 80 qui permet d'entraîner automatiquement le châssis mobile 32 jusqu'à sa position basse de repos. Comme on peut le voir à la figure 5, l'actionneur 78 est un vérin commandé par une unité de commande (non représentée), qui comporte un corps 82 vertical fixé sur le socle 34 du châssis fixe 30 et une tige 84 dont une extrémité libre est raccordée sur le châssis mobile 32. De même, le contrepoids 80 est relié sur le châssis mobile 32 par 10 l'intermédiaire d'un câble (non représenté) coiffé d'un carter de protection 88 et d'une poulie 90. La poulie 90 est montée libre en rotation autour d'un axe B longitudinal sur le sommet de la colonne 38 du châssis fixe 30. De plus, la poulie 90 délimite une gorge annulaire (non 15 représentée) dans laquelle passe le câble 88, de sorte que le câble 88 est agencé de part et d'autre de la colonne 38 du châssis fixe 30. Le câble 88 s'étend depuis une première extrémité reliée sur le contrepoids 80, jusqu'à une seconde extrémité reliée sur le châssis mobile 32, de sorte que le contrepoids forme un moyen de rappel automatique du châssis 20 mobile 32 depuis sa position basse de repos jusqu'à sa position haute de travail, sous l'effet de la gravité terrestre. Complémentairement, le pupitre 14 est équipé d'un verrou 92 de sécurité, représenté partiellement à la figure 5, qui est conçu pour verrouiller automatiquement le châssis mobile 32 dans sa position basse de repos, à 25 l'encontre du contrepoids 80. De même, en référence à la figure 4, le pupitre 14 comporte un moyen de bridage 93 automatique du châssis mobile 32 dans sa position haute de travail, pour assurer la sécurité de l'opérateur qui travaille sur la pièce 12. Le moyen de bridage 93 comporte un levier mobile qui est entraîné 30 automatiquement en déplacement dans une position de bridage dans laquelle le levier coopère avec le doigt saillant qui porte la première butée 68 mobile. Ainsi, le pupitre 14 permet de s'adapter à la taille et à la morphologie de l'opérateur qui travaille sur le pupitre 14, en permettant un réglage de la hauteur du châssis mobile 32 qui porte la pièce 12 à travailler, 35 par l'actionnant la manivelle 62. On a représenté à la figure 3 le pupitre 14 réglé pour un opérateur de grande taille, en abaissant la position de la première butée 68 mobile par rapport au châssis mobile 32. A l'inverse, on a représenté à la figure 4 le pupitre 14 réglé pour un 5 opérateur de petite taille, en rehaussant la position de la première butée 68 mobile par rapport au châssis mobile 32. Le système 10 de chargement et de déchargement d'une pièce 12 à travailler sur un pupitre 14 décrit précédemment fonctionne selon un procédé décrit ci-dessous. 10 Le procédé comporte une étape initiale de réglage qui consiste à régler la hauteur du châssis mobile 32 dans sa position haute de travail pour s'adapter à la taille de l'opérateur. A cet effet, le moyen de bridage du châssis mobile 32 est désactivé, et l'opérateur règle la position de la première butée 68 mobile en 15 actionnant la vis sans fin 56 au moyen de la manivelle 62. Cette étape de réglage n'est réalisée qu'une seule fois par opérateur, par exemple au moment de changement d'opérateur sur le pupitre 14. De plus, le procédé comporte une étape de chargement de la pièce 20 12 à travailler sur le support du pupitre 14. Pour réaliser cette étape de chargement, le châssis mobile 32 doit occuper sa position basse de repos, la cellule 20 ne doit pas comporter d'opérateur et le rideau 24 doit être fermé. L'étape de chargement de la pièce 12 consiste à prélever la pièce 12 sur le poste 28 de la chaîne de fabrication, et à charger la pièce 12 sur le 25 pupitre 14, au moyen du bras robotisé 26. A la suite de l'étape de chargement, le procédé comporte une étape de montée du châssis mobile 32 commandé par l'unité de commande, depuis sa position basse de repos, jusqu'à sa position haute de travail dans laquelle le châssis mobile 32 est bridé par le moyen de bridage prévu à cet 30 effet. L'opérateur peut alors entrer dans la cellule 22 pour travailler sur la pièce 12 dans une position ergonomique adaptée à sa taille. L'étape de montée du châssis mobile 32 est suivie par une étape de descente du châssis mobile 32 depuis sa position haute de travail jusqu'à 35 sa position basse de repos dans laquelle le châssis mobile 32 est verrouillé par le verrou 92. Cette étape de descente est réalisée cellule vide, sans opérateur, par soucis de sécurité. Enfin, le procédé comporte une étape de déchargement de la pièce 12, qui consiste à retirer la pièce 12 du pupitre 14 et à la décharger sur le poste 5 28 par exemple, au moyen du bras robotisé 26. REVENDICATIONS1. Pupitre (14) de travail ergonomique, caractérisé en ce qu'il comporte : - un châssis fixe (30) formant embase, - un châssis mobile (32) qui est équipé d'un support conçu pour supporter une pièce (12) à travailler, et qui est monté mobile sur le châssis fixe (30) de bas en haut selon une direction verticale, entre une position basse de repos dans laquelle le châssis mobile (32) occupe une position prédéterminée dans l'espace pour permettre à un robot (26) le chargement et le déchargement de la pièce (12) sur le support prévu à cet effet, et une position haute de travail dans laquelle le châssis mobile (32) occupe une position ergonomique adaptée à la taille de l'opérateur travaillant sur la pièce (12), - un moyen d'entraînement en déplacement (78, 80) du châssis mobile (32) entre sa position haute de travail et sa position basse de repos, et - un moyen de réglage (54) du châssis mobile (32) dans sa position haute de travail, qui est conçu pour régler la hauteur du châssis mobile (32) par rapport au châssis fixe (30) et pour permettre l'entraînement du châssis mobile (32) directement depuis sa position basse de repos, jusqu'à sa position haute de travail préréglée. 2. Pupitre (14) de travail ergonomique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de réglage (54) de la hauteur du châssis mobile (32) comporte une première butée (68) qui est montée de façon mobile et réglable sur le châssis mobile (32), et une seconde butée (70) qui est fixée sur le châssis fixe (30) et qui est conçue pour coopérer avec la première butée (68) pour limiter la course du châssis mobile (32) jusqu'à sa position haute de travail préréglée. 3. Pupitre (14) de travail ergonomique selon la revendication 2, 30 caractérisé en ce que le moyen de réglage (54) comporte : - une manivelle (62) conçue pour être actionnée par l'opérateur, - une vis sans fin (56) verticale qui est montée libre en rotation sur le châssis mobile (32) et qui est entraînée en rotation par la manivelle (62), - un écrou (66) qui est monté coulissant verticalement sur la vis 35 sans fin (56) et qui est solidaire de la première butée (68) mobile pour permettre le réglage en hauteur de la première butée (68) mobile. 4. Pupitre (14) de travail ergonomique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'entraînement en déplacement (78, 80) du châssis mobile (32) comporte un actionneur (78) qui entraîne le châssis mobile (32) en déplacement depuis sa position haute de travail jusqu'à sa position basse de repos automatiquement. 5. Pupitre (14) de travail ergonomique selon l'une quelconque des revendications 1 et 4, caractérisé en ce que le moyen d'entraînement en déplacement (78, 80) du châssis mobile (32) comporte un contrepoids (80) qui est relié sur le châssis mobile (32) et qui forme un moyen de rappel automatique du châssis mobile (32) depuis sa position basse de repos jusqu'à sa position haute de travail. 6. Pupitre (14) de travail ergonomique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un verrou de sécurité (92) qui est conçu pour verrouiller automatiquement le châssis mobile 15 (32) dans sa position basse de repos. 7. Pupitre (14) de travail ergonomique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de bridage automatique du châssis mobile (32) dans sa position haute de travail. 8. Procédé pour le chargement et le déchargement d'une pièce 20 (12) sur un pupitre (14) au moyen d'un robot (26), selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé comporte successivement : - une étape de chargement de la pièce (12) à travailler sur le support du pupitre (14), au moyen dudit robot (26), 25 - une étape de montée du châssis mobile (32) depuis sa position basse de repos, jusqu'à sa position haute de travail, - une étape de descente du châssis mobile (32) depuis sa position haute de travail jusqu'à sa position basse de repos, et - une étape de déchargement de la pièce (12) au moyen du 30 robot (26). 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de réglage qui consiste à régler la hauteur du châssis mobile (32) dans sa position haute de travail pour s'adapter à la taille de l'opérateur. 35 10. Système (10) de chargement et de déchargement d'une pièce (12) à travailler sur un pupitre (14) de travail ergonomique selon l'unequelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un robot (26) comportant un bras conçu pour charger et décharger la pièce (12) à travailler sur le pupitre (14) lorsque le châssis mobile (32) du pupitre (14) occupe sa position basse de repos de référence.5