Brevet FR3038858A1 — publié le 20170120

PREHENSEUR DE PIECE DE TOLERIE 1. Domaine de l'invention L'invention concerne le domaine de la manipulation et de l'assemblage de tous types de pièces de tôlerie et de toutes les dimensions. Elle vise en particulier un préhenseur de pièces de tôlerie destiné à assembler et manipuler ces différentes pièces de tôlerie telles que des pièces pouvant faire partie d'un véhicule automobile. 2. Art antérieur Il est connu des préhenseurs pour des pièces de tôlerie de véhicule automobile de tailles et/ou de types différents. Un exemple de préhenseur de ce type est décrit dans le document de brevet WO 2008/068249. Ce préhenseur comprend un bâti sur lequel sont montés deux dispositifs multifonction dont un est mobile en translation le long de l'axe du bâti. Toutefois, bien que ce préhenseur permette de manipuler des pièces de tôlerie de différentes tailles, celui-ci ne peut pas manipuler tous types de pièces de tôlerie. En effet, un seul des dispositifs multifonction se déplace suivant un axe de sorte à adapter la distance existant entre des moyens de positionnement qui permettent de saisir et de manipuler une pièce de tôlerie. Ce préhenseur n'est compatible qu'avec un nombre limité de types de pièces comme par exemple une portière de véhicule automobile. 3. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier 30 tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur. Un objectif de l'invention est de fournir un outillage standardisé permettant de manipuler et d'assembler toutes les tailles de pièces de tôlerie et de 3038858 2 tous types. Un autre objectif de l'invention est de proposer une solution qui soit simple et peu coûteuse. 4. Résumé de l'invention 5 Ces objectifs sont atteints grâce à un préhenseur de pièces de tôlerie, ce préhenseur comprenant un bâti allongé suivant un axe longitudinal et sur lequel sont montés au moins deux sous-ensembles fixes par rapport au bâti, chaque sous-ensemble comportant: 10 - au moins un châssis ; et, - au moins un dispositif multifonction monté sur le châssis, le dispositif multifonction comportant au moins un moyen de préhension et/ou de manipulation des pièces de tôlerie, et au moins un moyen de déplacement en translation 15 des moyens de préhension et/ou de manipulation suivant au moins un axe. Cette solution permet de résoudre les problèmes précités. En particulier, ce préhenseur permet de saisir et de manipuler les pièces de tôlerie de toutes tailles et de 20 toutes formes. En effet, ces dispositifs multifonction se déplacent suivant diverses directions de façon à mieux manipuler les pièces de tôlerie et à s'adapter à leur taille. Ainsi, un tel préhenseur pourra être installé dans toutes les usines de montage pour la fabrication de 25 n'importe quel véhicule actuel et futur. Selon d'autres caractéristiques dont les avantages ressortiront de la présente description : - les dispositifs multifonction sont mobiles indépendamment l'un de l'autre ; - au moins un des deux sous-ensembles est un premier sous-ensemble, le châssis du premier sous-ensemble étant monté sur le bâti et s'étendant suivant un axe longitudinal transversal perpendiculaire à l'axe 3038858 3 longitudinal ; - chaque dispositif multifonction est mobile en translation le long de l'axe longitudinal transversal du châssis; 5 au moins un des deux sous-ensembles est un deuxième sous-ensemble, ledit deuxième sous-ensemble comprenant un châssis monté sur la bâti et s'étendant suivant l'axe longitudinal, et un autre châssis monté sur le bâti et s'étendant suivant un axe vertical ; 10 un des dispositifs multifonction est mobile en translation le long de l'axe longitudinal du châssis et un des dispositifs multifonction est mobile en translation le long de l'axe vertical de l'autre châssis ; au moins un des deux sous-ensembles est un 15 troisième sous-ensemble, le châssis du troisième sous-ensemble comprend une plateforme définie dans un plan et destinée à être montée sur le bâti ; le dispositif multifonction du troisième sous-ensemble est mobile en translation suivant l'axe 20 transversal ; - la plateforme comprend une ouverture par laquelle translate le dispositif multifonction ; - les moyens de préhension et/ou de manipulation comprennent des moyens de serrage des pièces de tôlerie ; 25 - les moyens de préhension et/ou de manipulation comprennent au moins un doigt de positionnement des pièces de tôlerie ; - les moyens de déplacement en translation comprennent au moins un actionneur linéaire à guidage à 30 billes. 5. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages innovants ressortiront de la description ci-après, fournie à titre 3038858 4 indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - La figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un sous-ensemble d'un préhenseur 5 selon l'invention; - La figure 2 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un sous-ensemble d'un préhenseur selon l'invention ; - La figure 3a illustre en perspective un mode de 10 réalisation d'un sous-ensemble d'un préhenseur selon l'invention ; - Les figures 3b et 3c représentent en perspective les pièces composants le sous-ensemble illustré sur la figure 3a ; 15 - La figure 4 illustre en perspective un exemple de préhenseur selon l'invention ; - La figure 5 illustre en perspective un autre exemple de préhenseur selon l'invention ; et, - La figure 6 illustre en perspective un autre 20 exemple de préhenseur selon l'invention. 6. Description détaillée La présente invention concerne un préhenseur 1 comprenant au moins deux sous-ensembles lesquels sont chacun équipé de dispositifs multifonction pour manipuler 25 et assembler des pièces de tôlerie 100 de toutes tailles et de tous types et pour différents types de véhicule. En référence à la figure 1, est représenté en perspective un premier mode de réalisation d'un sous-ensemble lequel est un premier sous-ensemble 2. Ce premier 30 sous-ensemble 2 comporte ici deux dispositifs multifonction 5 qui sont montés sur le bâti du préhenseur 1. Ce premier sous-ensemble 2 est donc formé par le bâti du préhenseur 1 3038858 5 et les dispositifs multifonction 5, 5'. Pour faciliter la compréhension de l'invention, et en relation avec la figure 1, nous considérons que le bâti du préhenseur 1 comprend une poutre centrale 7 qui est 5 allongée suivant un axe longitudinal horizontal X. Est également représenté l'axe longitudinal transversal Y suivant lequel s'étend la poutre centrale 7 en profondeur et qui est perpendiculaire à l'axe longitudinal horizontal X ainsi qu'à un axe vertical Z de sorte que ces trois axes 10 X, Y, Z forment un repère orthogonal direct. Les termes « avant », « arrière », sont définis par rapport à l'axe horizontal X, les termes « haut », « inférieur » et « supérieur » sont définis par rapport à l'axe Z et le terme « latéral » est défini par rapport à l'axe Y. 15 La poutre centrale 7 présente une première extrémité 8 et une seconde extrémité 9 opposée, suivant l'axe longitudinal horizontal X. Les deux dispositifs multifonction 5, 5' sont montés vers la première extrémité 8 de la poutre centrale 7 et de part et d'autre de celle- 20 ci. Chaque dispositif multifonction 5, 5' est monté sur un châssis 10, 10' du premier sous-ensemble 2. Chaque châssis 10, 10' s'étend suivant l'axe longitudinal transversal Y. Chaque châssis 10, 10' présente une extrémité solidarisée à une surface latérale 17 de la poutre centrale 7. Ainsi, le 25 premier sous-ensemble 2 présente un profil en T. Ce profil en T est défini dans un plan A formé par les axes longitudinaux X et Y en référence à la figure 1. Chaque dispositif multifonction 5, 5' comprend un moyen de préhension et/ou de manipulation. Dans le cas de ce premier 30 mode de réalisation, le moyen de préhension et/ou de manipulation comporte un pilote multifonction 11 qui permet de mettre en position la pièce de tôlerie et de la saisir. Ce pilote multifonction 11 comprend un doigt de 3038858 6 positionnement 12 faisant saillie vers le haut dans la position dans laquelle le premier dispositif multifonction 5, 5' est représenté sur la figure 1. Le pilote multifonction 11 comprend également des doigts de 5 préhension rétractables (non représentés) qui permettent d'améliorer la saisie et le maintien de la pièce de tôlerie en position. De préférence, mais non limitativement, un tel pilote multifonction 11 est connu sous le nom de « PMF» de la marque GENUSTECH®. Le dispositif multifonction 5, 5' 10 comprend encore un moyen de déplacement en translation 13 qui est monté sur chaque châssis 10, 10'. Le moyen de déplacement en translation 13 porte le pilote multifonction 11 de manière à permettre une translation de celui-ci par rapport au châssis 10. En particulier, la translation est 15 réalisée suivant l'axe longitudinal transversal Y. Pour cela, le moyen de translation 13 comprend un corps 14 sur lequel est montée une plaque de liaison 15 qui est solidarisée au pilote multifonction 11 et qui comprend des éléments de guidage (non représentés) pour son coulissement 20 via des rails 16 que comprend le corps 14. Ici, la plaque de liaison 15 présente une section rectangulaire. Le corps 14 du moyen de translation 13 est allongé suivant l'axe longitudinal transversal Y et les rails 16 s'étendent suivant le sens de la longueur du corps 14, soit de l'axe Y 25 également. Le corps 14 présente de manière avantageuse, mais non limitativement, un corps parallélépipédique. Les éléments de guidage peuvent être des billes, des vis à bille, etc. De préférence, mais non limitativement, le moyen de déplacement en translation 13 est un moyen de 30 déplacement en translation connu sous le nom de « Module d'axe linéaire» de la marque BOSCH®. Ainsi, chaque dispositif multifonction 5, 5' se déplace/se translate suivant l'axe Y perpendiculaire à l'axe X, dans les deux 3038858 7 directions (va-et-vient) et indépendamment l'un de l'autre. Les dispositifs multifonction 5, 5' s'adaptent donc à la taille des pièces de tôlerie et permettent de les saisir ainsi que de les manipuler. 5 Sur la figure 2 est représenté un deuxième mode de réalisation d'un deuxième sous-ensemble 3. Ce deuxième sous-ensemble 3 comprend également le bâti du préhenseur 1 présentant la poutre centrale 7 et deux dispositifs multifonction 5, 5'. Ces dispositifs multifonction 5, 5' 10 sont identiques à ceux de la figure 1. En particulier, un dispositif 5 multifonction est monté vers la deuxième extrémité 9 de la poutre centrale 7, sur un châssis 10. Ce dernier est solidarisé à une surface supérieure 18 de la poutre centrale 7 par des moyens de fixation (non 15 représentés). Le châssis 10 s'étend suivant l'axe longitudinal X. Le moyen de déplacement en translation 13 est orienté et monté sur le châssis 10 suivant l'axe longitudinal X. Le moyen de déplacement en translation 13 porte le pilote multifonction 11 qui est destiné 20 coulisser dans les rails 16 du moyen de déplacement en translation 13 suivant l'axe X, via la plaque de liaison 15. Dans ce cas de figure, la plaque de liaison 15 présente une section en forme de L. Vers la première extrémité 8 de la poutre 7 est également agencé un dispositif 25 multifonction 5'. Ce dispositif multifonction 5' est également monté sur un autre châssis 10'. Ce dernier est solidarisé à un côté arrière 19, en référence à la figure 2, de la poutre centrale 7. L'autre châssis 10' s'étend, ici, suivant l'axe vertical Z en référence à la figure 2. 30 Le moyen de déplacement en translation 13 est orienté et monté sur l'autre châssis 10' suivant l'axe Z. Le pilote multifonction 11 est ainsi propre à coulisser dans les rails 16 du moyen de déplacement en translation 13, suivant 3038858 8 l'axe Z. Les dispositifs multifonctions 5, 5', et en particulier, le pilote multifonction 11, se déplace/translate respectivement suivant les axes X, Z qui sont perpendiculaires. 5 Sur les figures 3a, 3b et 3c, est représenté un mode réalisation d'un troisième sous-ensemble 4 lequel comprend un châssis 10 et un dispositif multifonction 6. Le châssis 10 se présente sous la forme d'une plateforme qui est définie dans un plan B en référence à la figure 3a. Le 10 plan B est défini par les axes Y et X. La plateforme est destinée à être montée sur le bâti du préhenseur. La plateforme comprend une paroi 20 munie de deux faces 21, 21' opposées l'une à l'autre, ici suivant l'axe Z. La plateforme comprend une ouverture 22 traversant la paroi 20 15 de part et d'autre, suivant l'axe Z en référence à la figure 3a. Le dispositif multifonction 6 comprend un moyen de préhension et/ou de manipulation. Dans le cas de ce troisième mode de réalisation, le moyen de préhension et/ou de manipulation comporte un moyen de serrage 23 permettant 20 de saisir, maintenir et positionner tous types de pièce de tôlerie. Ce moyen de serrage 23 comprend un bras de serrage 24 monté sur un support 25 via un arbre d'entrainement 26. Ce dernier est monté pivotant sur le corps du support 25 suivant un axe de rotation A. De la sorte, le bras de 25 serrage 24 pivote par rapport au support 25. De manière plus précise, le bras de serrage 24 présente une section sensiblement en forme de Y. Le bras de serrage 24 est pourvu de deux membres 27 qui sont chacun disposé vers un côté 29 du support 25 et en partie supérieure de celui-ci, 30 ainsi qu'une jambe 28. De préférence, mais non limitativement, un tel moyen de serrage 23 est un moyen de serrage connu sous le nom de « 82M-3 Power Clamp» de la marque DESTACO®. Le dispositif multifonction 6 comprend 3038858 9 également un bras d'extension 30 monté fixe sur le support 25 et coopérant avec le bras de serrage 24 du moyen de serrage 23. Plus précisément, le bras d'extension 30 présente ici une section en forme de U avec deux pattes 31. 5 L'une des pattes 31 est fixée au support et l'autre patte 31 coopère avec la jambe 28 du bras de serrage 24. La jambe 28 et la patte 31 occupent une position de serrage dans laquelle la jambe 28 et la patte 31 sont en contact et une position de relâchement dans laquelle la jambe 28 et la 10 patte 31 ne sont pas en contact. Pour occuper, la position de relâchement, le bras pivote vers une position angulaire prédéterminée. La base 32 du U du bras d'extension 30 est couplée avec une extrémité à un moyen de déplacement en translation. Ce moyen de déplacement en translation 15 comporte deux tiges 33 qui s'étendent chacune suivant une direction ici verticale par rapport à la figure 3. Les deux tiges 33 traversent chacune un bloc de commande 34 du moyen de serrage 23. Le bloc de commande 34 comprend au moins un bloqueur 35 de tige logé à l'intérieur de celui-ci et 20 permettant de verrouiller/déverrouiller la position des tiges 33. (cf. figure 3b). Le bloqueur 35 de tige est monté sur la tige 33 concernée. Par ailleurs, dans le bloc de commande 34 sont agencés des douilles 46 permettant de guider les tiges 33 en translation. Ces douilles 46 sont de 25 préférence, mais non limitativement, des douilles à billes auto-alignantes. Chaque tige 33 traverse au moins une douille 46. Les deux tiges 33 s'étendent également travers l'ouverture 22 de la plateforme (châssis). Un ressort 47 est également monté sur chaque tige 33 de sorte 30 à repositionner le dispositif au repos. Ce ressort 47 est agencé entre une des faces 37 du bloc de commande 34 et la base 32 du bras d'extension 30. Une traverse 36 est également fixée sur une des faces 37 du bloc de commande 3038858 10 34, en particulier, la face inférieure en référence à la figure 3a. La traverse 36 comprend des orifices 45 par lesquels les tiges 33 traversent la traverse 36 de part et d'autre. En particulier, la traverse 36 comprend deux 5 profilés 38 montés à chaque extrémité opposée de la traverse 36 suivant sa longueur. Ces profilés 38 forment des patins destinés à coopérer avec des rails de guidages 39 fixés sur la face 21' de la plateforme. Ainsi, une portion du bloc de commande 34 s'étend à travers 10 l'ouverture 22. Sur la face 21 de la plateforme est monté un moyen de déplacement en translation. Ce moyen de déplacement en translation comporte un actionneur 40. De préférence, mais non limitativement, l'actionneur 40 est un vérin ici pneumatique muni d'un corps 41 et d'une tige 42 15 de vérin installée dans le corps 41 du vérin. La tige de vérin 42 se déplace par rapport au corps 41 du vérin. L'extrémité libre 43 de la tige 42 de vérin est couplée au bloc de commande 34 grâce à des moyens de liaison 44. De la sorte, lors du déplacement de la tige 42 de vérin celui-ci 20 entraine le déplacement du bloc de commande 34 à travers l'ouverture 22. Concomitamment, les profilés 38 coulissent sur les rails de guidage 39. Ainsi, le dispositif multifonction 6 est mobile en translation suivant l'axe Y en référence à la figure 3a. L'ouverture 22 présente ici 25 une forme rectangulaire de manière à permettre le déplacement du bloc de commande 34 qui présente ici une forme parallélépipédique. Néanmoins, l'ouverture 22 peut présenter tous types de forme dès lors qu'elle permette le déplacement du bloc de commande 34. Le corps du support est 30 réalisé de manière avantageuse, mais non limitativement, en aluminium. Ainsi, le dispositif multifonction 6 agrippe, serre et manipule une pièce de tôlerie en se déplaçant suivant l'axe longitudinal transversal Y. Le dispositif 3038858 11 multifonction peut également se translater suivant l'axe vertical Z en référence à la figure 3a. La translation étant opérée au moyen de tiges 33 qui sont actionnables par le bloc de commande 34. En particulier, lorsque le bloqueur 5 35 de tige est sous pression, les tiges 33 coulissent dans les douilles. Tandis que lorsque le bloqueur de tige n'est pas sous pression les tiges 33 sont verrouillées. Sur la figure 4 est représenté un mode de réalisation d'un préhenseur 1 de pièces de tôlerie. Ce 10 préhenseur 1 comprend un bâti lequel présente la poutre centrale 7. Sur cette poutre centrale 7 sont montés deux sous-ensembles tels qu'illustrés sur les figures 3a, 3a et 3b et décrit ci-dessus, soit des troisièmes sous-ensembles 4. Ces troisièmes sous-ensembles 4 sont disposés de part et 15 d'autre de la poutre centrale 7 et vers l'extrémité 9 de celle-ci. Vers l'autre extrémité opposée est agencé un sous-ensemble tels que représenté sur la figure 1, soit un premier sous-ensemble 2. Ce préhenseur 1 permet de saisir et manipuler des pièces de tôlerie telles que des unités 20 centrales, des longerons arrières et des cadres de véhicule suivant divers axes. Sur la figure 5 est représenté un autre mode de réalisation d'un préhenseur 1 de pièces de tôlerie. Ce préhenseur 1 comprend un bâti lequel présente la poutre 25 centrale 7. Sur cette poutre centrale 7 sont montés trois troisièmes sous-ensembles 4 tels qu'illustré sur les figures 3a, 3a et 3b et décrit ci-dessus. Ces troisièmes sous-ensembles sont disposés de part et d'autre de la poutre centrale 7 et vers chaque extrémité 8, 9 de celle- 30 ci. Ce préhenseur 1 permet de saisir et manipuler des pièces de tôlerie telles que des unités arrière de véhicule. 3038858 12 Sur la figure 6 est représenté un autre mode de réalisation d'un préhenseur 1 de pièces de tôlerie. Ce préhenseur 1 comprend un bâti lequel présente la poutre centrale 7. Sur cette poutre centrale 7 sont montés deux 5 sous-ensembles tels qu'illustrés sur les figures 3a, 3a et 3b et décrit ci-dessus, à savoir deux troisièmes sous-ensembles 4. Ces deux troisième sous-ensembles 4 sont disposés de part et d'autre de la poutre 7 centrale et vers l'extrémité 9 de celle-ci. Le préhenseur 1 comprend 10 également un sous-ensemble tel que représenté sur la figure 2, à savoir un deuxième sous-ensemble 3. Ce deuxième sous-ensemble 3 est monté vers l'extrémité 8 de la poutre centrale 7. Ce préhenseur permet de saisir et de manipuler des pièces de tôlerie telles que des tunnels et demi 15 planchers de véhicule suivant divers axes. L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que la personne de l'art est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l'invention, en associant par exemple les différentes 20 caractéristiques ci-dessus prises seules ou en combinaison, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Préhenseur (1) de pièces de tôlerie, le préhenseur (1) comprenant un bâti (7) allongé suivant un axe 5 longitudinal (X) et sur lequel sont montés au moins deux sous-ensembles (2, 3, 4) fixes par rapport au bâti, chaque sous-ensemble (2, 3, 4) comportant: au moins un châssis (10, 10') ; et, au moins un dispositif multifonction (5,5',6) 10 monté sur le châssis (10, 10'), le dispositif multifonction (5, 5', 6) comportant au moins un moyen de préhension et/ou de manipulation (11, 26) des pièces de tôlerie (100), et au moins un moyen de déplacement en translation (13, 33, 40) du moyen de préhension et/ou de manipulation suivant au 15 moins un axe (X, Y, Z). 2. Préhenseur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs multifonction (5, 5', 6) sont mobiles indépendamment l'un de l'autre. 3. Préhenseur (1) selon la revendication 2, 20 caractérisé en ce qu'au moins un des deux sous-ensembles (2, 3, 4) est un premier sous-ensemble (2), le châssis (10) du premier sous-ensemble (2) étant monté sur le bâti (7) et s'étendant suivant un axe longitudinal transversal (Y) perpendiculaire à l'axe longitudinal (X), chaque dispositif 25 multifonction (5, 5') étant mobile en translation le long de l'axe longitudinal transversal (Y) du châssis (10). 4. Préhenseur (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins un des deux sous-ensembles (2, 3, 4) est un deuxième sous-ensemble (3), ledit deuxième 30 sous-ensemble (3) comprenant un châssis (10) monté sur la bâti (7) et s'étendant suivant l'axe longitudinal (X) et un autre châssis (10') monté sur le bâti (7) et s'étendant suivant un axe vertical (Z), un des dispositifs 3038858 14 multifonction (5, 5') étant mobile en translation le long de l'axe longitudinal (X) du châssis (10') et un des dispositifs multifonction (5, 5') étant mobile en translation le long de l'axe vertical (Z) de l'autre châssis (10'). 5. Préhenseur (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins un des deux sous-ensembles (2, 3, 4) est un troisième sous-ensemble (4), le châssis (10) du troisième sous-ensemble ( 4) comprenant une plateforme définie dans un plan (B) destinée à être monté sur le bâti. 6. Préhenseur (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif multifonction (6) du troisième sous-ensemble est mobile en translation suivant l'axe longitudinal transversal (Y). 7. Préhenseur (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la plateforme comprend une ouverture (22) par laquelle translate le dispositif multifonction (6). 8. Préhenseur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens 20 de préhension et/ou de manipulation comprennent des moyens de serrage (23) des pièces de tôlerie. 9. Préhenseur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de préhension et/ou de manipulation comprennent au moins un 25 doigt de positionnement (12) des pièces de tôlerie. 10. Préhenseur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de déplacement en translation comprennent au moins un actionneur linéaire à guidage à billes.