Brevet FR3040903A1 — publié le 20170317

DISPOSITIF DE MAINTIEN EN POSITION D'UNE PIECE [0001] L'invention a trait au domaine de la production automobile et plus particulièrement à la fabrication des caisses des véhicules 5 automobiles. [0002] Les caisses des véhicules automobiles de grande série sont fabriquées au cours d'un procédé de ferrage, durant lequel le plancher, les panneaux latéraux et le toit, réalisés par emboutissage de tôles métalliques, sont assemblés, soit par soudage lorsque les tôles sont en 10 acier, soit par rivetage lorsque les tôles sont en alliage d'aluminium. [0003] Pour réaliser cet assemblage, les tôles sont amenées par un opérateur, à l'aide d'un chariot de manutention ou par un robot, puis montées sur une structure d'assemblage, qui comprend des systèmes de positionnement et de maintien. 15 [0004] Le brevet FR 3 005 027 présente un dispositif de mise en géométrie d'éléments de caisses, ce dispositif comprenant un bâti, deux doigts mobiles par rapport au bâti et reliés l'un à l'autre par une bielle montée en rotation sur le bâti, la bielle étant actionnée en rotation au moyen d'un actionneur unique, ce dispositif étant tel que lorsqu'un doigt 20 est engagé pour le maintien en position d'un élément de caisse, l'autre doigt est libre, et inversement. [0005] Un tel dispositif permet la mise en position d'un élément de caisse, mais n'assure pas le maintien dudit élément lors de l'opération d'assemblage. Ainsi, lors d'une soudure ou d'un rivetage, l'élément de 25 caisse peut se déplacer le long du doigt et empêcher un assemblage correct. Dans le cas du rivetage, le rivet peut ne pas trouver le trou dans lequel il doit être inséré, ce qui implique soit une absence d'assemblage, soit une dégradation de l'élément de caisse le rivet venant buter contre une partie pleine de l'élément de caisse et le 30 déformant. [0006] Un autre procédé d'assemblage, tel que décrit dans le document WO 2014/023880, est également utilisé. Cet autre procédé met en oeuvre un outillage de conformation comprenant plusieurs ensembles comprenant chacun un doigt d'appui contre lequel l'élément 35 de caisse vient en appui, et un doigt de serrage qui permet le maintien en position de l'élément de caisse, par la prise en sandwich entre le doigt d'appui et le doigt de serrage. Les doigts sont mus 3040903 2 indépendamment au moyen d'un actionneur dédié, typiquement un vérin pneumatique, hydraulique ou électrique à double effet, associé à deux capteurs de position. La commande de l'ensemble des actionneurs de l'outillage de conformation est assurée par une unité de commande globale intégrant un calculateur recevant les données de chacun des capteurs, pour permettre l'envoi d'ordres à chaque actionneur. [0007] Un tel outillage de conformation permet la mise et le maintien en position, de manière précise, de l'élément de caisse. Toutefois, cet outillage présente certains inconvénients. [0008] Premièrement, un tel outillage est compliqué de mise en oeuvre. En effet, l'unité de commande doit prendre en compte l'ensemble des données fournies par les capteurs de chacun des actionneurs, calculer le déplacement de chacun des actionneurs et envoyer l'ordre de déplacement à chacun des actionneurs. Un tel processus de commande est long et gourmand en énergie. [0009] Deuxièmement, cet outillage présente de grands risques en termes de fiabilité. En effet, le nombre important d'actionneurs et de capteurs crée un nombre important de failles potentielles qui peuvent nuire au bon procédé d'assemblage. [0010] Troisièmement, l'entretien et la maintenance d'un tel outillage est long et coûteux, puisqu'il requiert la présence d'au moins un agent de maintenance pour agir sur tous les éléments de l'outillage ou de plusieurs agents, pour réduire le temps de maintenance. [0011] Enfin, cet outillage est également coûteux en termes d'installation, étant donné le nombre important de constituants qu'il intègre et le temps de réglage et de calibrage de chacun de ses constituants. [0012] La présente invention a pour objet de répondre aux inconvénients de l'art antérieur précédemment cité. [0013] Un premier objectif est de proposer un dispositif de conformation fiable. [0014] Un deuxième objectif est de proposer un dispositif de conformation facile de maintenance. [0015] Un troisième objectif est de proposer un dispositif de conformation simple de fonctionnement. [0016] Un quatrième objectif est de proposer un dispositif de conformation peu coûteux. 3040903 3 [0017] Un cinquième objectif est de proposer un outillage de conformation comprenant au moins un dispositif de conformation répondant aux objectifs précédents. [0018] A cet effet, il est proposé, en premier lieu, un dispositif de 5 conformation, ce dispositif comprenant un bâti, un premier mors ayant un premier doigt, un deuxième mors ayant un deuxième doigt et un vérin ayant une tige et un corps, dans lequel le premier mors et le deuxième mors comportent respectivement une première queue et une deuxième queue, le corps du vérin étant monté pivotant sur la première 10 queue et la tige du vérin étant montée pivotante sur la deuxième queue. [0019] La mutualisation du vérin pour les deux mors permet de faciliter la commande du dispositif, puisque la commande d'un unique vérin permet de réaliser le déplacement des deux mors. [0020] De plus, l'utilisation d'un unique vérin permet, outre la facilité 15 de commande, d'augmenter la fiabilité du dispositif. En effet, le nombre de pièces mobiles et/actives est réduit, ce qui limite les risques de casse ou de panne. [0021] Enfin, le coût d'installation et de maintenance est réduit, étant donné le faible nombre de pièces qui peuvent tomber en panne ou 20 casser. De même, le coût d'utilisation est réduit, puisque seul un vérin pour les deux mors est alimenté en énergie. Cette réduction d'alimentation implique une réduction des moyens de transmission d'énergie et, par conséquent, libère de l'espace autour du dispositif, notamment pour faciliter les opérations d'installation et/ou de 25 maintenance. [0022] Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison : - le bâti et les mors sont pourvus de butées limitant la rotation des mors par rapport au bâti ; 30 - le vérin est équipé de capteurs pour déterminer la course maximale et la course minimale de la tige par rapport au corps ; - les queues sont rapportées soudées sur des bras des mors ; - le dispositif comprend des cales de réglage interposées entre les bras et les doigts ; 35 - les mors sont montés sur le bâti au moyen de platines de fixation ; 3040903 4 - les platines de fixation sont rapportées soudées sur le bâti ; - le bâti comprend une embase et un pont solidaire de l'embase. [0023] II est proposé, en second lieu, un outillage de conformation comprenant une structure, au moins un dispositif de conformation tel 5 que précédemment décrit et une unité de commande. [0024] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement et de manière concrète à la lecture de la description ci-après de modes de réalisation, laquelle est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : 10 - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de conformation en position de serrage, cette vue comprenant un médaillon de détail à échelle agrandie ; - la figure 2 est une vue en perspective du dispositif de conformation de la figure 1, en position libre, cette vue 15 comprenant deux médaillons de détail à échelle agrandie ; - la figure 3 est une vue de côté du dispositif de conformation en position de serrage d'une pièce, cette vue comprenant deux médaillons de détail à échelle agrandie ; - la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 3, dans 20 laquelle le dispositif est dans sa position libre, cette vue comprenant deux médaillons de détail à échelle agrandie, et - la figure 5 est une vue d'un outillage de conformation. [0025] On a représenté, sur la figure 1, un dispositif 1 de conformation destiné à mettre en place et maintenir une pièce 2 par 25 rapport à une autre, afin de les assembler. Avantageusement, les pièces sont un plancher et un côté d'habitacle destinés à former une caisse de véhicule automobile. Seul le côté d'habitacle (ci-après appelé pièce 2) est représenté, de manière schématique. [0026] Le dispositif 1 de conformation est composé, entre autres, 30 d'un bâti 3, d'un premier mors 4 comprenant au moins un premier doigt 5, d'un deuxième mors 6 comprenant au moins un deuxième doigt 7, et d'un vérin 8 ayant un corps 9 et une tige 10. [0027] Avantageusement, les mors 4, 6 comprennent respectivement, en plus des doigts 5, 7, des doigts 5a, 7a, le doigt 7a étant isolé pour 35 assurer le positionnement d'une pièce 2, le bâti 3 comprenant 3040903 5 également un doigt 7b apte à coopérer avec le doigt 5a du premier mors 4, comme il sera décrit ci-après. [0028] Les mors 4, 6 sont montés mobiles en rotation sur le bâti 3 entre une position de serrage dans laquelle les doigts 5, 7 et 5a, 7b des 5 mors 4, 6 sont à proximité les uns des autres, de sorte à maintenir une pièce 2 en position, et une position libre dans laquelle les doigts 5, 7 et 5a, 7b des mors 4, 6 sont écartés les uns des autres, de sorte à favoriser le chargement ou le déchargement d'une pièce 2 entre les mors 4, 6. 10 [0029] En outre, le dispositif 1 comprend des butées 11 pour limiter la rotation des mors 4, 6 sur le bâti 3. [0030] Le bâti 3, réalisé en matériau métallique, comprend une embase 12, un pont 13 surmonté d'une tête 14, et au moins deux renforts 15, de part et d'autre de la tête 14, ces renforts 15 assurant 15 une bonne tenue mécanique du bâti 3. Avantageusement, les renforts 15 sont soudés à la tête 14, au pont 13 et à l'embase 12, le pont 13 étant alors pourvu, à proximité de la jonction entre les renforts 15 et l'embase 12, de découpes 16 permettant une bonne tenue des soudures des renforts 15 sur l'embase 12 et le pont 13. 20 [0031] La tête 14 est pourvue de fentes dans lesquelles sont reçues des platines 17 permettant le montage en rotation des mors 4, 6. Ces platines 17 comportent des perçages dans lesquels sont insérés des axes 18 autour desquels les mors 4, 6 sont montés en rotation. [0032] Le premier mors 4 et le deuxième mors 6, avantageusement 25 réalisés en matériau métallique, comprennent respectivement un premier bras 19 et une première queue 20, et un deuxième bras 21 et une deuxième queue 22, les queues 20, 22 étant rapportées soudées en prolongation des bras 19, 21. Comme on le voit sur les figures, les queues 20, 22 ont chacune une ouverture 23 dans laquelle est reçu un 30 axe 18. Les queues 20, 22 comportent une portion 24 en forme de cavalier, dans laquelle est réalisée l'ouverture 23. Les portions 24 en cavalier enjambent les platines 17, de sorte que le montage des mors 4, 6 sur le bâti 3 soit un montage en chape. [0033] Avantageusement, un roulement 25 est positionné dans 35 l'ouverture 23 et reçoit l'axe 18, ce roulement 25 permettant notamment de faciliter la rotation des mors 4, 6. En variante, le roulement 25 3040903 6 pourrait être remplacé par une bague, par exemple une bague en polytétrafluoroéthylène. [0034] Les doigts 5, 5a, 7, 7a et 7b sont montés, au moyen de vis 26, dans des épaulements 27 réalisés sur les bras 19, 21 et le bâti 3, les 5 épaulements 27 étant placés à une extrémité 28 supérieure des bras 19, 21, écartée des queues 20, 22, et sur la tête 14. Afin de régler le positionnement des doigts 5, 5a, 7, 7a et 7b, des cales 29 sont placées entre les doigts 5, 5a, 7, 7a et 7b et l'épaulement 27. Ainsi, un même doigt peut servir pour des pièces 2 de différentes épaisseurs, et seules 10 les cales 29 seront changées en fonction de l'épaisseur de la pièce 2 à maintenir. Avantageusement, les cales 29 sont percées en leur centre, afin de laisser passer les vis 26 qui viennent en prise hélicoïdale dans les bras 19, 21 ou la tête 14. [0035] Chaque doigt 5, 5a, 7, 7a et 7b est sensiblement en forme de 15 L et comprend une partie 30 de fixation et une partie 31 utile, sensiblement perpendiculaire à la partie 30 de fixation. La partie 30 de fixation présente des dimensions supérieures à la partie 31 utile, est positionnée contre la cale 29 et comprend un alésage pour recevoir une vis 26. La partie 31 utile comprend, à une extrémité distante de la 20 partie 30 de fixation, une surface 32 d'appui, cette surface 32 venant en contact de la pièce 2 pour la maintenir en position. [0036] Selon un mode de réalisation non représenté sur les figures, la surface 32 d'appui des doigts 5, 5a, 7, 7a et 7b présente des aspérités afin de favoriser l'accroche des doigts sur la pièce 2, ces 25 aspérités pouvant se présenter sous la forme de petites pyramides ou de stries. [0037] A une extrémité distante des bras 19, 21, les queues 20, 22 présentent un taraudage, pour la fixation du vérin 8. Plus précisément, le corps 9 du vérin 8 est monté en rotation sur la première queue 20 et 30 la tige 10 du vérin 8 est montée en rotation sur la deuxième queue 22. Le montage en rotation du vérin 8 sur les queues 20, 22 est réalisé via des arbres 33 traversant les taraudages des queues 20, 22 et des oreilles 34 du corps 9 du vérin 8 ou une extrémité de la tige 10. Afin d'éviter leur retrait inopiné, les arbres 33 sont maintenus en position au 35 moyen de goupilles 35 traversant diamétralement les arbres 33. [0038] Le vérin 8 est équipé de capteurs 36 détectant la course minimale et la course maximale de la tige 10 par rapport au corps 9. 3040903 7 Avantageusement, la course maximale correspond à la position de serrage des mors 4, 6, c'est à dire au maintien d'une pièce 2 en position, et la course maximale correspond à la position libre des mors 4, 6, c'est à dire au chargement et/ou déchargement d'une pièce 2. 5 [0039] Les butées 11 sont regroupées par paires, chaque paire coopérant avec un mors 4, 6 pour délimiter ses positions libre et de serrage. Chaque butée comprend une partie 37 fixe solidaire du bâti 3 et une partie 38 mobile solidaire d'un mors 4, 6, et plus précisément d'une queue 20, 22. 10 [0040] Chaque butée 11 d'une même paire est placée de part et d'autre d'un axe 18, suivant une direction s'étendant perpendiculairement à l'embase 12. Avantageusement on parlera, ci-après, de butée 11 a inférieure située entre l'embase 12 et l'axe 18, et de butée llb supérieure située au delà de l'axe 18 depuis l'embase 12. 15 [0041] Dans la position de serrage des mors 4, 6, représentée en figures 1 et 3, la partie 38 mobile et la partie 37 fixe de la butée 11 b supérieure sont en contact. Il existe alors un jeu entre la surface 32 d'appui des doigts 5, 7, et 5a, 7b, ce jeu correspondant à l'épaisseur de la pièce 2 à maintenir en position, le doigt 7a venant en appui sur la 20 pièce 2. Dans la position de serrage, la partie 38 mobile et la partie 37 fixe de la butée 11 a inférieure ne sont pas en contact, et la tige 10 du vérin 8 est en course maximale. Ainsi, la pièce 2 est parfaitement maintenue pour un assemblage. [0042] En revanche, dans la position libre des mors 4, 6, représentée 25 en figures 2 et 4, la partie 38 mobile et la partie 37 fixe de la butée 11 a inférieure sont en contact, de sorte que : - les doigts 5, 7, et 5a, 7b sont écartés l'une de l'autre, - le doigt 7a n'est pas en contact avec la pièce 2, - la partie 37 fixe et la partie 38 mobile de la butée 11 b supérieure 30 ne sont pas en contact ; - la tige 10 du vérin 8 est en course minimale. Ainsi, une pièce 2 peut être chargée ou évacuée du dispositif 1 de conformation. [0043] La figure 5 représente un outillage 39 de conformation, cet 35 outillage 39 comprenant une structure 40 sur laquelle plusieurs dispositifs 1 de conformation sont montés, trois dans l'exemple illustré. 3040903 8 [0044] La structure 40 est réalisée par assemblage et soudage de tubes, et comprend des potences 41 sur lesquelles sont fixés des plats 42 pour permettre la fixation des dispositifs 1 de conformation, via leur embase 12. 5 [0045] En outre, l'outillage 39 comprend également un robot 43 permettant la manipulation de la structure 40 et une unité 44 de commande pour commander le déplacement de la tige 10 des vérins 8. [0046] Avantageusement, la communication entre l'unité 44 de commande et les vérins se fait par un système sans-fil, tel que le wifi, 10 mais elle pourrait être réalisée de manière physique, en utilisant des câbles. [0047] Lorsque la tige 10 des vérins 8 atteint sa course maximale ou minimale, les capteurs 36 de position envoient un signal à l'unité 44 de commande qui ordonne l'arrêt des vérins 8 et donc le blocage en 15 position du dispositif 1 de conformation. [0048] Selon une variante non représentée, la structure 40 n'est pas portée par un robot 43, mais fixée sur une ossature fixe. [0049] Un dispositif 1 de conformation peut être utilisé seul, sans être monté sur une structure 40. Dès lors, une unité 44 de commande 20 dédiée peut être utilisée pour un unique dispositif 1 de conformation. [0050] Le dispositif 1 de conformation et l'outillage 39 de conformation qui viennent d'être présentés offrent de nombreux avantages. [0051] Tout d'abord, les dispositifs 1 de conformation et l'outillage 39 25 de conformation sont simples d'installation et d'utilisation. L'installation des dispositifs 1 sur une structure 40 ne requiert que l'utilisation de boulons, et peut se faire par un opérateur seul. De plus, lorsque l'unité 44 de commande utilise une technologie sans-fil pour communiquer avec les dispositifs 1 de conformation, l'opérateur n'a pas besoin de 30 réaliser de branchement physique, mais juste une connexion entre l'unité 44 de commande et chacun des dispositifs 1 de conformation. Il en résulte également une rapidité d'installation. [0052] Ensuite, la fiabilité des dispositifs 1 de conformation est améliorée et leur maintenance est rapide et simplifiée. En effet, la 35 présence d'un unique vérin 8 permet de limiter le nombre d'éléments en mouvement qui sont soumis à usure. Ainsi, la maintenance des éléments des dispositifs 1 est facilitée car le nombre d'éléments à 3040903 9 remplacer ou entretenir est faible, ce qui assure également la rapidité de maintenance. [0053] Enfin, le coût d'utilisation des dispositifs 1 de conformation est réduit, puisque seul un unique ensemble vérin 8 et capteurs 36 a 5 besoin d'être alimenté pour chaque dispositif 1 de conformation. De plus, la rapidité d'installation, la fiabilité accrue et les coûts de maintenance réduits, rendent les dispositifs 1 de conformation et l'outillage 39 de conformation économiques. REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de conformation, ce dispositif (1) comprenant un bâti (3), un premier mors (4) ayant un premier doigt (5), un deuxième mors (6) ayant un deuxième doigt (7) et un vérin (8) ayant une tige (10) et un corps (9), caractérisé en ce que le premier mors (4) et le deuxième mors (6) comportent respectivement une première queue (20) et une deuxième queue (22), le corps (9) du vérin (8) étant monté pivotant sur la première queue (20) et la tige (10) du vérin (8) étant montée pivotante sur la deuxième queue (22). 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bâti (3) et les mors (4, 6) sont pourvus de butées (11) limitant la rotation des mors (4, 6) par rapport au bâti (3). 3. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le vérin (8) est équipé de capteurs (36) pour déterminer la course maximale et la course minimale de la tige (10) par rapport au corps (9). 4. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les queues (20, 22) sont rapportées soudées sur des bras (19, 21) des mors (4, 6). 25 5. Dispositif (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que celui-ci comprend des cales (29) de réglage interposées entre les bras (19, 21) et les doigts (5, 7). 6. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 30 précédentes, caractérisé en ce que les mors (4, 6) sont montés sur le bâti (3) au moyen de platines (17) de fixation. 7. Dispositif (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que les platines (17) de fixation sont rapportées soudées sur le bâti (3). 35 20 8. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bâti (3) comprend une embase 3040903 11 (12) et un pont (13) solidaire de l'embase (12). 9. Outillage (39) de conformation comprenant une structure (40), au moins un dispositif (1) de conformation selon l'une quelconque des 5 revendications précédentes, et une unité (44) de commande.