Brevet FR3056566A1 — publié le 20180330

- 1 - « Système de manutention autonome et procédé de pilotage d'un tel système » L'invention se rapporte à un système de manutention autonome adapté à une pluralité de charges présentant des géométries différentes. L'invention se rapporte en outre à un procédé de pilotage d'un tel système et à son utilisation au sein d'une chaîne de production de véhicules automobiles. Etat de la technique Le processus de production de véhicules met en oeuvre plusieurs chaînes de production sur lesquelles différentes parties de la voiture sont conçues puis assemblées. Lors de l'étape d'assemblage, un véhicule est transporté d'un poste à un autre sur un flux principal. Plusieurs opérations y sont effectuées par des opérateurs ou des robots, telles que le démontage des portes et expéditions de ces dernières dans un flux secondaire, où elles seront équipées, par exemple insonorisées, pourvues d'un mécanisme d'ouverture et fermeture, le montage de la miroiterie, le coiffage de la caisse et vissage de la mécanique (train avant et arrière), le montage sous caisse des ressorts, le remplissage des fluides et montage des sièges, le montage des roues et remontage des portes. Tout au long de la ligne d'assemblage, le véhicule est transporté par des systèmes de manutention. On connaît plusieurs systèmes de manutention, par exemple des plateformes de montage avec table élévatrice de levage intégrée sur laquelle se trouve la carrosserie afin d'être transportée d'un poste de travail à l'autre (connues sous le nom de Skillets), des convoyeurs au sol ou aériens, tels que des balancelles. À chaque poste de travail, le véhicule est positionné de manière ergonomique pour l'opérateur. Cependant, ces systèmes requièrent des travaux de génie civil qui nécessitent des arrêts de production pour leurs installations et leurs maintenances. Par ailleurs, avoir pour objectif l'amélioration de la cadence de production maximale nécessite un arrêt de production et des travaux de longue durée sur le site. De plus en plus, les constructeurs automobiles intègrent des véhicules à guidage automatique connu sous le nom d'AGV (pour l'anglais « Automatic Guided Vehicle ») pour effectuer des opérations de manutention. Ces véhicules sont utilisés principalement pour la gestion logistique du site de production et commencent à être 3056566 - 2 - utilisés pour transporter une caisse de véhicule durant sa phase d'assemblage. L'utilisation de ces véhicules a pour avantage de supprimer les structures encombrantes ainsi que les travaux de génie civil. Cependant, les solutions qui sont proposées ne permettent pas au fabricant d'avoir une flexibilité sur les plateformes des 5 produits assemblés. Un but de l'invention est de proposer un système de manutention autonome et un procédé de pilotage d'un tel système qui ne nécessite pas de travaux de génie civil. Un autre but de l'invention est de proposer un système de manutention autonome et un procédé de pilotage d'un tel système qui puissent s'adapter à une pluralité de 10 géométrie de plateformes de véhicule. Un autre but de l'invention est de proposer un système de manutention autonome et un procédé de pilotage d'un tel système qui réduisent l'espace utilisé pour le recyclage du système en fin de ligne. Un autre but de l'invention est de proposer un système de manutention autonome et 15 un procédé de pilotage d'un tel système qui soit ergonomique pour les opérateurs de la ligne d'assemblage. Le but de la présente invention est de résoudre tout ou partie des problèmes susmentionnés. 20 Exposé de l'invention Ce but est atteint avec, selon un premier aspect de l'invention, un système de manutention autonome adapté à une pluralité de charges présentant des géométries différentes. Chaque module de support comporte une unité de communication avec l'unité de 25 calcul et est capable d'un déplacement autonome, et d'un levage ou d'un ajustement en hauteur, et d'une préhension d'une partie d'une charge par un organe de préhension du module de support, laquelle charge appartient à la pluralité de charges, dans le but de supporter, notamment de soulever, déplacer et positionner ladite charge. L'unité de calcul est configurée pour déterminer des paramètres de formation, 30 ou aussi de position, des modules de supports convenant à la géométrie de la charge et envoyer les paramètres de formation à destination des unités de communications des modules de support de façon à commander une mise en place et/ou un déplacement des modules, dans une formation compatible avec la géométrie de la charge. 3056566 - 3 - L'invention permet de proposer un système qui ne nécessite pas de travaux de génie civil. Le système comporte des modules de support capables de se positionner et de se déplacer en formation et donc de s'adapter à une pluralité de géométrie de plateformes 5 de véhicule. Les différents modules de support peuvent se présenter successivement dans un espace utilisé pour le recyclage en fin de ligne, ce qui réduit l'espace de fin de ligne nécessaire au recyclage à l'espace occupé par un module de support. Selon un mode de réalisation, chaque module de support peut comporter une unité 10 de variation de hauteur de l'organe de préhension. L'unité de variation de hauteur peut être une tige d'un vérin de poussée, par exemple selon le système SpiraliftTM, du module de support. Disposer l'organe de préhension à une hauteur désirer peut permettre aux modules de support de placer une partie de la charge de sorte que le travail d'un opérateur sur cette partie soir ergonomique. 15 Chaque module de support peut comporter une unité de changement ou de modification de l'organe de préhension. Ceci peut permettre une capacité d'adaptation encore meilleure au système. Selon une particularité, chaque module de support peut comporter un mécanisme de déplacement par roues suédoises, notamment trois roues suédoises agencées 20 chacune pour tourner autour d'un axe formant un angle de 120 degrés avec chacun des axes de rotation des autres roues. En particulier, les trois axes de rotation peuvent appartenir à un même plan horizontal. Avantageusement, chaque module de support peut comprendre une unité de calcul configurée pour déterminer un déplacement dudit module de support dans le but 25 d'asservir le positionnement dudit module de support à une position, dite virtuelle, générée par l'unité du calcul du système et reçue par ledit module de support. Ceci peut permettre de répartir les calculs sur chacun des calculateurs des modules de support, ce qui accélère les temps de réaction de chacun des modules par rapport à un calcul centralisé. 30 Selon un deuxième aspect de l'invention, il est proposé un procédé de manutention adapté à une pluralité de charges de géométrie différentes, le procédé comprenant une mise en oeuvre d'une pluralité de modules de supports et une unité de calcul. Chaque module de support selon le deuxième aspect comporte une unité de communication avec l'unité de calcul et est capable d'un déplacement autonome, et 35 d'un levage ou d'un ajustement en hauteur, et d'une préhension d'une partie d'une 3056566 - 4 - charge par un organe de préhension du module de support, laquelle charge appartient à la pluralité de charges, dans le but de supporter, notamment de soulever, déplacer et positionner ladite charge. L'unité de calcul du procédé selon le deuxième aspect est configurée pour 5 déterminer des paramètres de formation des modules de supports convenant à la géométrie de ladite charge et envoyer les paramètres de formation à destination des unités de communications des modules de support de façon à commander une mise en place et/ou un déplacement des modules, dans une formation compatible avec la géométrie de ladite charge. 10 Le procédé de manutention comporte un positionnement et/ou un déplacement des modules de supports dans une formation compatible avec la géométrie de la charge. Selon un troisième aspect de l'invention, il est proposé une utilisation d'un procédé de manutention selon le deuxième aspect de l'invention au sein d'un pas de travail d'une chaîne de production de véhicules automobiles. 15 Description des figures D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en oeuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, au regard de figures annexées sur lesquelles : 20 les figures 1 et 2 illustrent deux positions de levage différentes d'un exemple de mode de réalisation d'un système selon l'invention, la figure 3 illustre plus en détail un module de support du système représenté sur les figures 1 et 2, la figure 4 illustre un flux de modules de supports d'un système représenté sur la 25 figure 1 au sein d'une chaîne d'assemblage d'un véhicule automobile, la figure 5 est un schéma illustrant un mode de pilotage du déplacement en formation d'une pluralité de modules selon l'invention. Description de l'invention 30 Ces modes de réalisation n'étant nullement limitatifs, on pourra notamment réaliser des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite, telles que décrites ou généralisées, isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la 35 technique. 3056566 - 5 - Les figures 1 et 2 illustrent deux positions de levage différentes d'un mode de réalisation d'un système 100 selon l'invention. Le système 100 est un système de manutention autonome adapté à une pluralité de charges présentant des géométries différentes. 5 Le système 100 comprend une pluralité de modules de supports. Dans ce mode de réalisation, le système 100 comprend quatre unités de supports, respectivement 200, 300, 400 et 500. Le système 100 comprend au moins une unité de calcul, et en particulier une unité de calcul 800 (cf. figure 5). 10 Chaque module de support 200, 300, 400 et 500 comporte une unité de communication, respectivement 202, 302, 402, 502 (non représentées) avec ladite unité de calcul 500. Chaque module de support 200, 300, 400 et 500 est capable d'un déplacement autonome, d'un levage (selon la flèche F de la figure 2) ou d'un ajustement en hauteur, 15 et d'une préhension d'une partie d'une charge 600 par un organe de préhension, respectivement 204, 304, 404, 504 (non visibles sur les figures 1 et 2, élément 204 visible sur la figure 3) du module de support, respectivement 200, 300, 400 et 500, dans le but de supporter, déplacer et positionner ladite charge. Dans ce mode de réalisation, la charge 600 est une caisse de véhicule automobile, 20 qui appartient à la pluralité de charges, ici une pluralité de caisses de véhicule automobile. Selon ce mode de réalisation, chaque module de support 200, 300, 400 ,500 comporte une unité de variation de hauteur, respectivement 206, 306, 406, 506, de l'organe de préhension du module de support, respectivement 200, 300, 400, 500. 25 Selon ce mode de réalisation, chaque module de support comporte une unité 208, 308, 408, 508 (non représentée) de changement ou de modification de l'organe de préhension. La figure 3 illustre un mode de réalisation d'une unité de support selon l'invention. La figure 3 illustre en particulier l'unité de support 200. 30 L'unité de variation de hauteur 206 est visible sur la figure 3. En outre, l'organe de préhension 204 est également visible. Selon ce mode de réalisation, l'unité de support 200 comporte un mécanisme de déplacement par roues suédoises 210, 212 et 214. Plus précisément, l'exemple illustre ici trois roues suédoises agencées chacune pour tourner autour d'un axe formant un 35 angle de 120 degrés avec chacun des axes de rotation des autres roues. 3056566 - 6 - Selon ce mode de réalisation, du module de support 200 comporte en outre deux scanners lasers 216 et 218, diamétralement opposés par rapport à un axe X de 5 rotation du module de support 200, positionnés à l'avant et à l'arrière du module de support 200 pour pouvoir couvrir 360° et ainsi assure la sécurité des opérateurs. La figure 4 illustre un flux de modules de supports au sein d'une chaîne d'assemblage. 10 Un magasin 700 comportant des emplacements pour modules de support est illustré, comportant 5 emplacements dans l'exemple représenté. Quatre modules de support 702, 704, 706, 708 sont dépêchés à destination d'un premier poste P1, sur lequel les modules sont disposés en formation rectangulaire et soulève une charge 710. 15 Les modules 702 et 706 proviennent d'un autre poste (non représenté), tandis que le module 704 provient directement du magasin 700 et que le module 708 provient d'un recyclage P3 du système en fin de ligne. La charge est ensuite acheminée par les modules jusqu'au poste P2, où elle subit une rotation et est ensuite abaissée. 20 Enfin, la charge est acheminée au poste de recyclage P3 de sortie de chaîne d'assemblage. Les modules sont alors acheminés à destination du magasin 700, sauf à être dirigés vers d'autres postes, comme par exemple pour le module 708. L'unité de calcul 800 est représentée sur la figure 5. 25 L'unité de calcul 800 est configurée pour déterminer des paramètres de formation desdits modules de supports, respectivement 200, 300, 400 et 500, convenant à la géométrie de la charge 600. L'unité de calcul 800 est configurée pour envoyer les paramètres de formation à destination des unités de communications, respectivement 202, 302, 402 et 502, des 30 modules de support, respectivement 200, 300, 400 et 500, de façon à commander une mise en place et/ou un déplacement des modules, dans une formation compatible avec la géométrie de la charge 600. Selon le mode de réalisation représenté à la figure 5, l'unité de calcul 500 est implémentée sous forme d'un calculateur distant 500 des quatre modules de support 35 200, 300, 400, 500. 3056566 - 7 - Plus précisément, dans le mode de réalisation du système 100 illustré sur la figure 5, chaque module de support comprend une unité de calcul (non représentée) configurée pour déterminer un déplacement du module de support dans le but d'asservir le positionnement du module de support à une position virtuelle PV, générée 5 par l'unité du calcul du système et reçue par le module de support. En connaissant la position virtuelle PV et les autres paramètres de formation reçus de l'unité de calcul 800, chaque unité de support est capable de déterminé une position corrigée à laquelle est doit être positionnée. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de 10 nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. De plus, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l'invention peuvent être associés les uns avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres. 15 REVENDICATIONS1. Système de manutention autonome (100) adapté à une pluralité de charges présentant des géométries différentes, ledit système comprenant une pluralité de modules de supports (200, 300, 400, 500) et au moins une unité de calcul, chaque module de support comportant une unité de communication avec ladite unité de calcul et étant capable d'un déplacement autonome, d'un levage ou d'un ajustement en hauteur, et d'une préhension d'une partie d'une charge (600) à par un organe de préhension dudit module de support, laquelle charge appartient à ladite pluralité de charges, dans le but de supporter, déplacer et positionner ladite charge, ladite unité de calcul étant configurée pour déterminer des paramètres de formation desdits modules de supports convenant à la géométrie de ladite charge et envoyer lesdits paramètres de formation à destination desdites unités de communications des modules de support de façon à commander une mise en place et/ou un déplacement desdits modules, dans une formation compatible avec la géométrie de ladite charge. 2. Système selon la revendication 1, dans lequel chaque module de support comporte une unité de variation de hauteur de l'organe de préhension dudit module de support. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, dans lequel chaque module de support comporte une unité de changement ou de modification de l'organe de préhension. 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque module de support comporte un mécanisme de déplacement par roues suédoises, notamment trois roues suédoises agencées chacune pour tourner autour d'un axe formant un angle de 120 degrés avec chacun des axes de rotation des autres roues. 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque module de support comprend une unité de calcul configurée pour déterminer un déplacement dudit module de support dans le but d'asservir le 3056566 - 9 - positionnement dudit module de support à une position, dite virtuelle, générée par l'unité du calcul du système et reçue par ledit module de support. 6. Procédé de manutention adapté à une pluralité de charges de géométrie 5 différentes, ledit procédé comprenant une mise en oeuvre d'une pluralité de modules de supports et une unité de calcul, chaque module de support comportant une unité de communication avec ladite unité de calcul et étant capable d'un déplacement autonome, et d'un levage ou d'un ajustement en hauteur, et d'une préhension d'une 10 partie d'une charge par un organe de préhension dudit module de support, laquelle charge appartient à ladite pluralité de charges, dans le but de supporter, déplacer et positionner ladite charge, ladite unité de calcul étant configurée pour déterminer des paramètres de formation desdits modules de supports convenant à la géométrie de 15 ladite charge et envoyer lesdits paramètres de formation à destination desdites unités de communications des modules de support de façon à commander une mise en place et/ou un déplacement desdits modules, dans une formation compatible avec la géométrie de ladite charge. ledit procédé comportant un positionnement ou un déplacement desdits 20 modules de supports dans une formation compatible avec la géométrie de ladite charge. 7. Utilisation d'un procédé de manutention selon la revendication précédente au sein d'un pas de travail d'une chaîne de production de véhicules automobiles. 25