Brevet FR3030334A1 — publié le 20160624

La présente invention se rapporte principalement au domaine des ateliers de production, notamment aux ateliers flexibles. On connaît des ateliers dans lesquels les systèmes à assembler ou les pièces à usiner sont déplacés par des chariots manipulateurs, depuis un poste de travail, 15 vers un autre poste de travail. Les chariots sont guidés au sol par un réseau des rails métalliques noyés dans le sol en béton de l'atelier. On demande cependant une réactivité de plus en plus grande aux usines, notamment pour s'adapter rapidement à un changement de fabrication ou à une 20 montée en cadence de la production. Or, les ateliers précédemment décrits sont faiblement flexibles. Ils demandent de gros et longs travaux d'infrastructure, notamment de génie civil. Ils ne permettent pas non plus de répondre à des ruptures d'approvisionnement. 25 L'invention a notamment pour but de proposer des moyens permettant de réaliser simplement et avec un coût réduit des ateliers à la flexibilité améliorée et notamment : réduire ou supprimer les travaux de génie civils nécessaires à l'implantation ou à la modification d'un tel atelier ; 30 faciliter l'implantation ou l'intégration d'un tel atelier ; -2 permettre de gérer les ruptures d'approvisionnement ; permettre une grande flexibilité en termes de gestion des productions ; et, faciliter la maintenance de cet atelier. Selon un premier objet de l'invention, un circuit de manutention pour un atelier de production flexible destiné à produire une pièce est caractérisé en ce qu'il comprend notamment : au moins deux postes de production pour travailler cette pièce ; au moins une première piste, de production, cette piste étant prévue pour un guidage sans prise d'un chariot portant la pièce, de préférence pour un guidage optique, cette piste desservant chacun des postes ; et, au moins une deuxième piste, de dégagement, prévue pour un guidage sans prise, de préférence pour un guidage optique, du chariot ; ces pistes ayant des portions communes entre elles. Le circuit peut en outre comprendre au moins une troisième piste, de production, ayant une portion commune avec la première et/ou la deuxième piste. Une portion commune peut être en vis-à-vis d'une zone pour charger la pièce sur le chariot. Une portion commune peut être en vis-à-vis d'une zone pour décharger la pièce du chariot. Chacune des première, deuxième et troisième pistes forme avantageusement une boucle fermée. Selon un deuxième objet de l'invention, un chariot pour être utilisé avec un circuit selon le premier objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il 30 comprend des moyens pour manipuler la pièce. Ce chariot comprend de préférence des moyens de guidage sans contact, de préférence des moyens de guidage optique complémentaires à ceux du circuit. Avantageusement, il comprend des moyens d'alimentation autonome, de préférence des batteries. Selon un troisième objet de l'invention, un système de manutention pour un atelier de production est caractérisé en ce qu'il comprend au moins un circuit selon le premier objet de l'invention et au moins un chariot selon son deuxième objet. Selon un quatrième objet de l'invention, un atelier de production est caractérisé en ce qu'il comprend un système selon le troisième objet de l'invention. Plusieurs modes d'exécution de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique et en perspective d'un atelier selon l'invention ; la figure 2 est une vue schématique et de profil d'un chariot manipulateur utilisé dans l'atelier de la figure 1; et, la figure 3 est une vue schématique et en perspective du chariot de la figure 2, laissant apparaître certains composants internes du chariot. La figure 1 illustre un atelier de montage 1 dans lequel des pièces 2 sont progressivement intégrées, c'est-à-dire montées et assemblées. Dans l'exemple illustré, ces pièces sont des inverseurs de poussée destinés à être montés sur la nacelle d'un moteur à réaction. L'atelier 1 illustré comprend deux circuits 3, 4 disposés symétriquement de part et d'autre d'un axe longitudinal X1 de l'atelier. Chaque circuit permet l'assemblage d'un des deux inverseurs de poussée. On ne décrira que l'un de ces circuits. Les circuits sont prévus pour y faire circuler des chariots 5 prévus pour porter les pièces 2. Dans l'exemple illustré, les chariots sont des chariots manipulateurs, c'est-à-dire qu'ils permettent de modifier la position de la pièce qu'ils portent en fonction du travail qui y est effectué. Chaque circuit 3, 4 comprend trois pistes 6, 7, 8 de forme oblongue. Chacune des pistes est sensiblement inscrite dans un rectangle et comprend quatre côtés rectilignes A-D, reliés entre eux par des raccords E-H en quarts de cercles. Ainsi, elle comprend : un côté interne A, respectivement A6, A7, A8, s'étendant parallèlement à l'axe X1 de l'atelier entre un premier raccord E, respectivement E6, E7, E8, et un deuxième raccord F, respectivement F6, F7, F8 ; un côté aval B, respectivement B6, B7, B8, s'étendant perpendiculairement à l'axe X1 entre le deuxième raccord F et un troisième raccord G, respectivement G6, G7, G8 ; un côté externe C, respectivement C6, C7, C8, s'étendant parallèlement à l'axe X1 entre le troisième raccord G et un quatrième raccord H, respectivement H6, H7, H8; un côté amont D, respectivement D6, D7, D8, s'étendant parallèlement à l'axe X1 entre le quatrième raccord H et le premier raccord E. Le premier et le deuxième raccord E, F et le côté interne A sont communs aux trois pistes 6-8. Le côté amont D6 et le côté aval B6 d'une première piste 6 sont des portions, respectivement du côté amont D7 et le côté aval B7 d'une deuxième piste 7. Le côté amont D7 et le côté aval B7 de la deuxième piste 7 sont des portions, respectivement du côté amont D8 et le côté aval B8 de la troisième piste 8.30 La première piste 6 et la troisième piste 8 sont des pistes de production ; chacune est prévue pour desservir des postes de travail 9 respectifs. La deuxième piste 7 est une piste de dégagement. Un poste de chargement 11 est en vis-à-vis du côté amont D, pour le chargement de la pièce 2 dans une configuration « brute » sur un chariot 5 ; un poste de déchargement 12 est en vis-à-vis du côté aval B, pour le déchargement de la pièce 2 dans une configuration « assemblée » depuis ce même chariot. La portion commune A, entre les postes de déchargement et le poste de chargement, est prévue pour le retour à vide des chariots. Dans l'exemple illustré, les postes de travail de la première piste sont identiques à ceux de la troisième, c'est-à-dire qu'ils sont affectés à l'assemblage d'une même pièce. Dans un autre mode de réalisation, ces postes de travails pourraient être différents, c'est-à-dire qu'ils pourraient être affectés chacun à une fabrication spécifique. La ligne de dégagement permet notamment le stockage de chariots inutilisés. Ces chariots peuvent être utilisés en cas de surcroît d'activité. Dans le mode de réalisation de la figure 1, les pistes sont matérialisées par des lignes continues blanches peintes sur le sol de l'atelier. Le guidage des chariots est optique, ils sont prévus pour suivre ces lignes sans contacts, en fonction d'un programme informatique. Ainsi, il est aisé de modifier la configuration d'un atelier, notamment d'ajouter une ligne de production ou une ligne de dégagement. Il est aussi possible de tracer de telles lignes entre différents ateliers de production, ou entre un atelier de production et un atelier de maintenance. On va maintenant décrire un chariot 5 en référence aux figures 2 et 3. Le chariot est symétrique par rapport à un plan vertical P5 longitudinal. Il comprend principalement une base 21 et un bras articulé 22. Une extrémité distale du bras 22 comprend une platine 23 prévue pour y fixer la pièce 2, au moins indirectement. Le plan de symétrie P5 du chariot est le plan de projection de la figure 2. A la figure 2, le chariot est représenté chargé d'un inverseur 2. L'inverseur est monté dans un châssis 24 faisant fonction d'interface entre l'inverseur et la platine 23. Dans l'exemple illustré, le bras s'étend depuis la base 21 vers l'avant du chariot. Il est disposé de sorte que la pièce est en porte-à-faux relativement à la base 21. Vue de dessus, la base est sensiblement de forme carrée. Dans l'exemple illustré, le bras comprend : - un élévateur 26; - un basculeur 27 ; et, - un orienteur 28. La platine est portée par l'orienteur, l'orienteur est porté par le basculeur et le basculeur est porté par l'élévateur. L'élévateur 26 à la forme d'un parallélogramme déformable, s'étendant vers l'avant depuis la base 21. Ses côtés longs sont formés par deux poutres 31, 32 disposées l'une au-dessus de l'autre et s'étendant entre la base 21 et un premier élément 33 du basculeur 27, cet élément et la base formant chacun un petit côté respectif du parallélogramme. Le basculeur 27 comprend un deuxième élément 34 articulé avec le deuxième élément, autour d'un axe de basculement X27 sensiblement perpendiculaire au plan de symétrie P5.30 L'orienteur 28 comprend une couronne 35 relativement à laquelle la platine de fixation 23 est montée en rotation autour d'un axe d'orientation X28. L'axe d'orientation X28 est sensiblement inclus dans le plan de symétrie P5. Les mouvements du bras sont assurés par des actionneurs 30 du type vérins hydrauliques. Comme particulièrement illustré à la figure 3, la base 21 comprend un châssis mécanosoudé 36 sur lequel le bras 22 est articulé. La base comprend en outre un ensemble de composants utiles au fonctionnement du chariot. A la figure 3, un capot de protection pour ces composants a été retiré, de sorte qu'ils sont apparents. Le chariot 5 comprend huit roulettes 42 pour son support et son déplacement. Les roulettes sont jumelées, et chaque paire est montée au voisinage d'un angle de la base 21. Chaque paire de roulette est montée rotative autour d'un axe X42 fixe relativement au châssis 36 de la base, perpendiculaire au plan de symétrie P5. Les roulettes arrières 42Z sont montées libres autour de l'axe X42 correspondant. Chaque paire de roulettes avant 42A est entraînée par un ensemble motoréducteur électrique 43 respectif. L'axe de rotation X42 des roulettes étant fixe relativement au châssis 36, c'est la différence de vitesse de rotation entre les deux paires de roulettes avant 42A qui permet au chariot de prendre un virage. Des roulettes complémentaires 44 servent de capteur de déplacement, afin de contrôler ceux du chariot 5. Un système optique 46 permet de détecter et suivre les lignes blanches qui marquent les pistes. Dans l'exemple illustré, le chariot est autonome et alimenté en énergie par un ensemble de batteries 41, ici au nombre de dix. Un atelier selon l'invention ne nécessite pas d'alimentation continue des chariots, ni par rail ni part trolley. Des postes de recharge peuvent être prévus sur la piste de dégagement 7 et/ou dans un autre lieu, en dehors du circuit de production. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits. Ainsi, un chariot manipulateur peut prévoir d'autres axes de déplacement pour la pièce portée relativement à la base du chariot qui la porte. Aussi, dans un circuit selon l'invention il peut y avoir une piste de dégagement qui s'amorce entre deux ateliers d'une piste de production, et non seulement après le dernier atelier d'une même piste. REVENDICATIONS1. Circuit (3, 4) pour un atelier de production (5) flexible pour produire une pièce (2), caractérisé en ce qu'il comprend notamment : au moins deux postes de production (9) pour travailler ladite pièce ; au moins une première piste (6), de production, cette piste étant prévue pour un guidage sans prise d'un chariot (5) portant ladite pièce, de préférence pour un guidage optique, cette piste desservant chacun desdits postes ; et, ro au moins une deuxième piste (7), de dégagement, prévue pour un guidage sans prise, de préférence pour un guidage optique, dudit chariot ; lesdites pistes ayant des portions (A, B, D) communes entre elles. 15 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une troisième piste (8), de production, ayant une portion (A, B, D) commune avec la première et/ou la deuxième piste. 3. Circuit selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une 20 portion commune (D) est en vis-à-vis d'une zone pour charger la pièce sur le chariot. 4. Circuit selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une portion commune (B) est en vis-à-vis d'une zone pour décharger la pièce 25 du chariot. 5. Circuit selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chacune des première, deuxième et troisième pistes forme une boucle fermée. -y 30- 10 - 6. Chariot (5) pour être utilisé avec un circuit selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (22) pour manipuler la pièce. 7. Chariot selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de guidage sans contact, de préférence des moyens de guidage optiques complémentaires. 8. Chariot selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'alimentation autonome, de préférence des batteries (41). 9. Système de manutention (3, 4; 5) pour un atelier de production (1), caractérisé en ce qu'il comprend au moins un circuit (3, 4) selon l'une des revendications 1 à 5 et au moins un chariot (5) selon l'une des revendications 6 à 8. 10. Atelier de production, caractérisé en ce qu'il comprend un système selon la revendication 9.20