Brevet FR3020004A1 — publié le 20151023

OUTIL DE MANIPULATION D'OUVRANTS DE VÉHICULES AUTOMOBILES, PORTÉ PAR UN ROBOT La présente invention concerne un outil de manipulation d'ouvrants de véhicules automobiles. Pour réaliser les interventions robotisées à l'intérieur d'un véhicule, il est nécessaire de manipuler les ouvrants. Cette manipulation est réalisée actuellement de façon manuelle ou par un robot dédié. Dans la solution manuelle, une personne place l'ouvrant dans la position souhaitée et le bloque à l'aide d'une béquille en entrée de zone puis une seconde personne retire la béquille et repositionne l'ouvrant en sortie de zone. Dans la solution robotisée, un robot est dédié sur chaque pas à l'ouverture au maintien et à la fermeture de l'ouvrant. Chacune de ces deux solutions présente des inconvénients. Dans le cas de la solution robotisée, l'investissement est important et représente un robot ouvrant pour un robot d'application. Dans certains cas, ce robot supplémentaire peut dégrader la rentabilité d'un projet au point de le faire avorter. La solution manuelle pose un problème d'ergonomie pour les opérateurs, augmente les coûts de main d'oeuvre et diminue les cadences de production. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients ci-dessus. Ce but est atteint, selon l'invention, grâce à un outil de manipulation d'ouvrants de véhicules automobiles, caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens pour le fixer au bras mobile d'un robot, - des moyens de préhension permettant à cet outil d'ouvrir l'ouvrant d'un véhicule et de maintenir cet ouvrant en position ouverte pour que le robot puisse accéder à l'intérieur du véhicule, - lesdits moyens de préhension étant reliés auxdits moyens pour fixer l'outil au bras du robot par un mécanisme comportant plusieurs degrés de liberté pour absorber les mouvements du robot. Ainsi, l'outil embarqué sur le robot permet d'ouvrir et de positionner l'ouvrant de façon à permettre l'accessibilité aux opérations à réaliser à l'intérieur du véhicule. L'outil se fixe sur le robot sans modification du robot. Le principe est compatible à l'ensemble des types de robot. Le mécanisme de l'outil permet d'absorber le mouvement du robot pour maintenir une distance « répétable » pendant la durée de l'intervention. L'invention permet ainsi de faire l'économie du robot supplémentaire qui est nécessaire dans la solution robotisée évoquée plus haut. Selon une particularité importante de l'invention, ledit mécanisme comporte des moyens de rappel élastiques pour compenser les mouvements du robot. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, ledit mécanisme comprend plusieurs degrés de liberté en rotation et en translation. De préférence, ce mécanisme comporte trois degrés de liberté en rotation et deux degrés de liberté en translation. De préférence également, les moyens pour fixer l'outil au bras mobile du robot comprennent des moyens permettant à l'outil de pivoter autour de l'axe longitudinal du bras du robot. Cet axe de rotation définit par conséquent l'un des degrés de liberté du mécanisme de l'outil. Les moyens de préhension de l'outil peuvent comprendre une fourche capable de venir en prise avec une pièce solidaire de l'ouvrant pour pouvoir ouvrir celui-ci et le maintenir en position ouverte. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, ledit mécanisme comprend deux biellettes dont chacune des deux extrémités sont reliées de façon articulées à un support pour former un parallélogramme déformable, l'un des supports étant relié auxdits moyens pour fixer l'outil au bras du robot et l'autre support étant relié auxdits moyens de préhension. Ces articulations confèrent au mécanisme d'autres degrés de liberté. De préférence également, l'un desdits supports est monté en rotation suivant un axe perpendiculaire au bras du robot, ce qui permet d'obtenir un autre degré de liberté en rotation. De plus, l'un desdits supports du mécanisme est de préférence monté mobile en translation sur une glissière parallèle au bras du robot, ce qui permet d'obtenir un degré de liberté en translation. Selon un autre aspect, l'invention concerne également un robot dont le bras mobile est équipé d'un outil de manutention selon l'invention. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore tout au long de la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples, non limitatifs : - la figure 1 est une vue latérale d'un outil de manutention fixé sur le bras d'un robot, - la figure 2 est une vue d'un robot équipé d'un outil de manutention, ce robot et l'outil étant en position de repli par rapport à un véhicule automobile, - la figure 3 montre le robot et l'outil de manutention en position de préhension du volet arrière du véhicule, - la figure 4 montre le volet arrière du véhicule en position ouverte, - la figure 5 est une vue analogue à la figure 4 et montre l'outil de manutention en position de maintien du volet ouvert, la position du bras mobile du robot étant différente de celle montrée sur la figure 4, - les figures 6 et 7 montrent deux autres positions du bras du robot et l'outil en position de maintien du volet ouvert, - la figure 8 montre le robot dégagé de l'intérieur du volet et l'outil de manutention en position de fermeture du volet, - la figure 9 montre l'outil de manipulation en position dégagée du volet. Les figures 1 à 9 représentent un robot 1 dont le bras mobile 2 porte d'une part un outil de réalisation 3 et d'autre part un outil de manipulation 4 d'ouvrants tels que le volet arrière 5 du véhicule qui est placé près du robot 1, comme montré notamment sur la figure 2. Conformément à l'invention, l'outil de manipulation 4 comprend : - des moyens 6 pour le fixer au bras mobile 2 du robot 1, - des moyens de préhension 7 permettant à l'outil 4 d'ouvrir l'ouvrant 5, c'est-à-dire le volet du véhicule, comme montré sur les figures 2 et 3 et de maintenir l'ouvrant en position ouverte pour que le bras mobile 2 puisse accéder à l'intérieur du véhicule, comme montré sur les figures 4 à 6, - ces moyens de préhension 7 étant reliés aux moyens 6 pour fixer l'outil 4 au robot 1 par un mécanisme 8 comportant plusieurs degrés de liberté pour absorber les mouvements du robot 1. Par conséquent, le positionnement de l'ouvrant du véhicule est indexé à la position du robot. Le mécanisme 8 comporte des moyens de rappel élastiques pour compenser les mouvements du robot 1. Tous les moyens ci-dessus seront décrits en détail plus loin. Le mécanisme 8 comprend plusieurs degrés de liberté en rotation et en 10 translation. Dans l'exemple représenté sur les figures 1 à 9, le mécanisme 8 comprend trois degrés de liberté en rotation et deux degrés de liberté en translation. Dans le mode de réalisation représenté, les moyens 6 pour fixer l'outil 4 au bras mobile 2 du robot 1 comprennent des moyens permettant à l'outil 4 de pivoter 15 autour de l'axe longitudinal du bras 2 du robot. A cet effet, l'outil 4 comprend un support comportant une ouverture montée sur une bague 9 qui entoure le bras mobile 2 du robot 1. Dans l'exemple représenté, les moyens de préhension 7 comprennent une fourche pouvant venir en prise, comme montré sur les figures 2 à 8, avec une 20 pièce 10 solidaire du volet 5. La fourche 7 peut être équipée de moyens de verrouillage et déverrouillage par rapport à la pièce 10. Le mécanisme 8, tel que montré sur les figures 1 à 9, comprend deux biellettes 11, 12 dont chacune des deux extrémités sont reliées de façon articulée 25 à deux supports respectifs 13 et 14 pour former un parallélogramme déformable. L'un 13 des supports est relié aux moyens 6 pour fixer l'outil 4 au bras 2 du robot et l'autre support 14 est relié aux moyens de préhension, c'est-à-dire à la fourche 7. Par ailleurs, le support 13 est monté en rotation suivant un axe 15 30 perpendiculaire au bras 2 du robot 1, comme montré par exemple sur la figure 5. Cet axe de rotation 15 permet à l'ensemble supports 13, 14, biellettes 11, 12 et fourche 7 de pivoter par rapport au bras 2, lors du déplacement de celui-ci. En outre, le support 13 du mécanisme 8 est monté mobile en translation suivant un axe parallèle au bras 2 du robot le long d'une glissière 16, comme montré par exemple sur les figures 1 et 5. De plus, la fourche 7 est montée mobile en rotation par rapport au support 14, c'est-à-dire suivant un axe qui est perpendiculaire au bras 2 du robot. La figure 1 montre un exemple de réalisation des moyens de rappel élastiques évoqués plus haut. Ces moyens sont désignés par la référence 17 qui représente un trait symbolisant un ressort qui peut travailler en extension lors de la déformation du parallélogramme formé par les quatre points d'articulation du mécanisme 8. On va maintenant décrire le fonctionnement de l'outil de manutention 4 embarqué sur le robot 1. Au départ du cycle de fonctionnement (voir figure 1), le robot est dans une position de repli, qui ne gêne pas la mise en place du véhicule. La position de l'outil 4 sur le bras 2 du robot peut être obtenue par gravité avec un ressort de rappel, par bridage ou de manière automatisée. Le premier mouvement du robot (voir figure 2) permet de mettre la fourche 7 de l'outil 4 en prise avec la pièce 10 qui est solidaire du volet 5 du véhicule. Dans l'étape suivante (voir figure 3) le robot déplace l'outil 4 de façon à ouvrir le volet 5 pour permettre l'accessibilité de la main 3 du robot à l'intérieur du véhicule pour que cette main puisse effectuer les différentes opérations. Sur la figure 3, on voit que le mécanisme 8 de l'outil 4 a commencé sa translation sur la glissière 16. Sur la figure 4, le déplacement du robot est tel que le mécanisme 8 a poursuivi sa translation sur la glissière 16 et qu'il a pivoté autour de l'axe 15 suivant un certain angle. La figure 5 et la figure 6 montrent deux autres positions du robot et les positions correspondantes de l'outil 4 dans lesquelles la fourche 7 de cet outil maintient le volet 5 en position ouverte. Sur la figure 7, on voit que le robot est sorti du véhicule et que l'outil 4 a entraîné le volet 5 vers sa position de fermeture. La position du robot et celle de l'outil de manutention 4 sont identiques à celles de la figure 2. A la figure 8, le robot s'est éloigné du véhicule et la fourche 7 de l'outil 4 a libéré la pièce 10 du volet 5. L'étape suivante est le déplacement du robot vers la position de repli, montrée sur la figure 1, qui constitue le point de départ d'un nouveau cycle. Les principaux avantages de l'invention sont les suivants. En indexant le positionnement de l'ouvrant à la position du robot, l'outil de manutention selon l'invention permet de supprimer et de remplacer un robot supplémentaire, ce qui permet de réduire les coûts. Par ailleurs, le temps de cycle n'est pas dégradé par rapport à un second robot, puisque le robot unique commence son travail dès la mise en place du véhicule. REVENDICATIONS1. Outil (4) de manipulation d'ouvrants (5) de véhicules automobiles, caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens (6) pour le fixer au bras mobile (2) d'un robot (1), - des moyens de préhension (7) permettant à cet outil (4) d'ouvrir l'ouvrant (5) d'un véhicule et de maintenir cet ouvrant en position ouverte pour que le robot (1) puisse accéder à l'intérieur du véhicule, - lesdits moyens de préhension (7) étant reliés auxdits moyens (6) pour fixer l'outil (4) au bras (2) du robot (1) par un mécanisme (8) comportant plusieurs degrés de liberté pour absorber les mouvements du robot (1). 2. Outil de manipulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit mécanisme (8) comporte des moyens de rappel élastiques (17) pour compenser les mouvements du robot (1). 3. Outil de manipulation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit mécanisme (8) comprend plusieurs degrés de liberté en rotation et en translation. 4. Outil de manipulation selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit mécanisme (8) comprend trois degrés de liberté en rotation et deux degrés de liberté en translation. 5. Outil de manipulation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens pour fixer l'outil au bras mobile (2) du robot comprennent des moyens permettant à l'outil de pivoter autour de l'axe longitudinal du bras (2) du robot. 6. Outil de manipulation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de préhension comprennent une fourche (7). 7. Outil de manipulation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit mécanisme (8) comprend deux biellettes (11, 12) dont chacune des deux extrémités sont reliées de façon articulées à un support (13, 14) pour former un parallélogramme déformable, l'un (13) des supports étant relié auxdits moyens (6) pour fixer l'outil (4) au bras (2) du robot et l'autre support (14) étant relié auxdits moyens de préhension (7). 8. Outil de manipulation selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'un (13) desdits supports est monté en rotation suivant un axe perpendiculaire au bras (2) du robot. 9. Outil de manipulation selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'un (13) desdits supports est monté mobile en translation sur une glissière (16) parallèle au bras (2) du robot. 10. Robot (1) dont le bras mobile (2) est équipé d'un outil de manutention (4) selon l'une des revendications 1 à 9.