Brevet FR3058666A1 — publié le 20180518

Procédé et dispositif de recalage d'un objet notamment d'un moteur de véhicule automobile, d'application d'un joint sur ledit objet et de contrôle de la conformité dudit joint La présente invention concerne le domaine du recalage d' obj ets. Plus particulièrement, l'invention concerne le recalage d'un moteur d'un véhicule automobile, et notamment la culasse dudit moteur, en vue d'appliquer un joint, tel qu'un cordon en matière polymère, par exemple en silicone. Afin de terminer le processus de fabrication d'un moteur d'un véhicule automobile, il est nécessaire d'appliquer un joint en silicone à différents endroits du moteur, notamment au niveau de la culasse. Cette opération impose une répétabilité parfaite de la position du moteur. Le joint ou cordon doit ensuite être contrôlé pour vérifier sa conformité avec les normes en vigueur. De nos jours, on utilise un sous-ensemble mécanique permettant de contrer les moteurs à adopter toujours la même position. Toutefois, un tel sous-ensemble mécanique est particulièrement coûteux et engendre un encombrement particulièrement important. De plus, un tel sous-ensemble mécanique ne permet pas d'éliminer la dispersion de positions dans la zone du chapeau d'arbres à cames du moteur, à proximité de la pompe à vide. L'objet de la présente invention est donc de fournir un recalage efficace d'un moteur permettant un dosage précis du cordon de silicone, tout en réduisant le coût et la durée de l'opération de recalage et d'application du cordon. La présente invention a pour objet un procédé de recalage d'objets, d'application d'un joint sur ledit objet et de contrôle de la conformité dudit joint, comprenant : 3058666 2 - une première étape de détection de présence dudit objet sur une zone de travail et la détermination des opérations à réaliser, par la lecture d'une étiquette dynamique (RFID) ou d'un code barre présente sur l'objet ; 5 - une deuxième étape de recalage de l'objet, par un capteur en trois-dimensions d'au moins un robot muni d'au moins un bras articulé dans trois dimensions ; - une troisième étape d'application du joint sur l'objet par une buse d'application présente sur ledit robot ; et 10 - une quatrième étape de contrôle de la conformité du joint appliqué par la buse d'application sur l'objet par le capteur en trois-dimensions, avec un deuxième balayage du robot. Dans un mode de réalisation, avec un seul robot, lors de l'étape de recalage de l'objet, on détermine la position réelle de l'objet par un 15 premier balayage du bras du robot, on compare la position réelle de l'objet avec une position de référence et on calcule une trajectoire d'application du joint en silicone en fonction de la position réelle de l'objet. Avantageusement, lors de la troisième étape d'application du 20 joint sur l'objet, la variation de trajectoire détectée lors de l'étape de recalage est appliquée à la trajectoire du bras du robot pour déposer le joint sur au moins une des faces de l'objet. Les informations sur la conformité du joint peuvent, par exemple, être inscrites, par le capteur en trois-dimensions sur au moins 25 une des faces de l'objet. Dans un autre mode de réalisation, dans lequel afin que le temps du cycle soit limité, lors de l'étape d'application du joint sur une des faces de l'objet on utilise deux robots munis chacun d'un bras articulé en trois dimensions, d'un capteur en trois-dimensions et d'une 30 buse d'application. De manière avantageuse, l'objet est la culasse d'un moteur d'un véhicule automobile. 3058666 3 Selon un second aspect, l'invention concerne un dispositif de recalage d'un objet, d'application d'un joint sur ledit objet et de contrôle de la conformité dudit joint comprenant au moins un robot muni d'un bras articulé dans trois dimensions, d'un capteur en trois- 5 dimensions et d'une buse d'application du joint, ledit dispositif comprenant une unité de commande électronique. L'unité de commande électronique comprend un module de détection de présence dudit objet sur une zone de travail et la détermination des opérations à réaliser, par la lecture d'une étiquette 10 dynamique (RFID) ou d'un code barre présente sur l'objet; un module de recalage de l'objet, par le capteur en trois-dimensions; un module d'application du joint sur l'objet par la buse d'application; et un module de contrôle de la conformité du joint appliqué par la buse d'application sur l'objet par le capteur en trois-dimensions. 15 Dans un mode de réalisation, le module de recalage de l'objet comprend un module de détermination de la position réelle de l'objet par un premier balayage du bras du robot, un module de comparaison de la position réelle de l'objet avec une position de référence, et un module de calcul d'une trajectoire d'application du 20 joint en fonction de la position réelle de l'objet. Le capteur en trois-dimensions peut comprendre une caméra et un laser. Les informations sur la conformité du joint transmises par le module de contrôle sont, par exemple, inscrites par le capteur en trois- 25 dimensions sur l'objet. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif comprend deux robots munis chacun d'un bras articulé en trois dimensions, d'un capteur de déplacement et d'une buse d'application. De manière avantageuse, l'objet est la culasse d'un moteur 30 d'un véhicule automobile. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement 3058666 4 à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement un dispositif de recalage d'un objet, d'application d'un joint sur ledit objet et de 5 contrôle de la conformité dudit joint selon l'invention ; - la figure 2 illustre les étapes d'un procédé de recalage d'un objet, d'application d'un joint sur ledit objet et de contrôle de la conformité dudit joint selon l'invention. Comme illustré sur la figure 1, on a représenté de manière 10 schématique, un dispositif 10 de recalage d'objets 11, d'application d'un joint en matériau polymère, par exemple en silicone sur ledit objet et de contrôle de la conformité dudit joint. L'objet 11 peut être un moteur, un organe de la boîte de vitesses du véhicule, ou tout organe nécessitant un recalage et l'application d'un joint en matière 15 polymère. Tel qu'illustré, le dispositif 10 comprend un unique robot 12 muni d'un bras articulé dans trois dimensions, un capteur 14 en trois dimensions et une buse d'application 16 du joint en silicone. Le capteur de déplacement 14 en trois dimensions comprend 20 une caméra et un laser pour réaliser une inspection dans les trois dimensions de l'objet. Le capteur 14 permet de faire le recalage du moteur et de contrôler le joint. Un robot permet de déposer le joint polymère sur une ou plusieurs faces de l'objet. 25 En variante, on pourrait prévoir que le dispositif comprenne deux robots articulés chacun dans trois dimensions et comprenant chacun une buse d'application d'un joint en matière polymère et un capteur en trois dimensions. Deux robots poli-articulés permettent de doser le joint silicone sur une ou plusieurs faces différentes de l'objet, 30 en utilisant un seul module de recalage commun aux deux robots, en réduisant la durée de l'opération. Le dispositif 10 comprend en outre une unité de commande électronique 20 comprenant : un module 21 de détection de présence 3058666 5 dudit moteur sur une zone de travail et la détermination des opérations à réaliser sur le moteur; un module 22 de recalage du moteur ; un module 23 d'application du joint sur le moteur par la buse d'application ; et un module 24 de contrôle de la conformité du joint 5 appliqué par la buse d'application sur le moteur 11. La détection et la détermination du type du moteur s'effectue, par exemple, par la lecture d'une étiquette dynamique (RFID) ou d'un code barre présente sur le moteur. Ainsi, on obtient des informations sur le moteur afin de le répertorier dans la chaîne de fabrication. 10 Le module 22 de recalage du moteur comprend un module 25 de détermination de la position réelle du moteur par un premier balayage du bras du robot. Pour cela, le bras du robot effectue un mouvement linéaire de vitesse comprise entre 400 et 100 mm/s. Le module 22 de recalage du moteur comprend en outre un 15 module 26 de comparaison de la position réelle du moteur [(xi yi ; zi) ; (ai ; f3i; yi)] avec la position de référence d'un moteur Rxo Yo zo) ; (ao ; Po; yo)], prise au cours d'une mesure d'initialisation (non représentée) et un module 27 de calcul de la trajectoire d'application du joint en fonction de la position réelle du moteur. La variation de 20 trajectoire ainsi détectée avec le capteur 3D est appliquée à la trajectoire du bras du robot pour déposer le cordon de silicone sur le moteur. Les informations transmises par le module 24 de contrôle de la conformité du joint de silicone, avec un deuxième balayage du robot, 25 sont inscrites par l'unité de commande électronique sur l'étiquette du moteur. La figure 2 représente un organigramme de mise en oeuvre d'un procédé 40 de recalage d'objets, d'application d'un joint en matériau polymère sur ledit objet et de contrôle de la conformité dudit joint. 30 L'objet peut être un moteur, un organe de la boîte de vitesses du véhicule, ou tout organe nécessitant un recalage et l'application d'un joint en matière polymère, par exemple en silicone. 3058666 6 Le procédé 40 comprend une première étape 41 de détection et de détermination des opérations à réaliser sur le moteur. La reconnaissance du moteur s'effectue, par exemple, par la lecture, a l'aide d'un capteur 14 en trois-dimensions d'un robot, d'une étiquette 5 ou d'un code barre présent sur le moteur. Ainsi, on obtient des informations sur le moteur afin de le répertorier dans la chaîne de fabrication. Le capteur 14 en trois dimensions comprend une caméra et un laser pour réaliser une inspection dans les trois dimensions de l'objet. 10 Le procédé 40 comprend en outre une deuxième étape 42 de recalage du moteur. Pour cela, on détermine la position réelle du moteur par un premier balayage du bras du robot avec le capteur 3D. Le bras du robot effectue, par exemple, un mouvement linéaire de vitesse comprise entre 400 et 100 mm/s. Ensuite, on compare la 15 position réelle du moteur [(xi ; yi ; ; ; Pl; 70] avec la position de référence d'un moteur [(xo ; yo ; zo) ; (do ; f30; yo)], prise au cours d'une mesure d'initialisation (non représentée) en filtrant l'image en trois dimensions obtenue par la caméra et en la convertissant en deux dimensions pour définir les trois coordonnées [(xi ; yl ; z1)] et les trois 20 angles [(al ; Pl; yl)] du moteur par rapport à la position de référence du moteur. Et enfin, on calcul la trajectoire d'application du joint en silicone en fonction de la position réelle du moteur. La variation de trajectoire ainsi détectée avec la caméra est appliquée à la trajectoire du bras du robot pour déposer le joint en silicone sur le moteur. 25 Le procédé 40 comprend une troisième étape 43 d'application du joint en silicone par une buse de dosage présente sur le robot. Un robot permet de déposer le joint polymère sur une ou plusieurs faces de l'objet. Deux robots poli-articulés permettent de doser le joint silicone 30 sur une ou plusieurs faces différentes de l'objet, en utilisant un seul module de recalage commun aux deux robots, en réduisant la durée de 1 ' opération. 3058666 7 Le procédé 40 comprend enfin une quatrième étape 44 de contrôle de la conformité du joint en silicone appliqué par la buse d'application sur le moteur avec un deuxième balayage du robot. Les informations transmises par le module de contrôle sur la conformité du 5 joint de silicone sont inscrites, lors d'une étape 45, par l'unité de commande électronique sur l'étiquette du moteur. Grâce à l'invention, le moteur est recalé pour toutes les coordonnées [x ; y ; z] et les orientations de chaque axe, assurant ainsi la qualité de la fabrication du moteur. 10 Le risque de collision entre la buse d'application du joint en silicone et le moteur est également réduit grâce à la position précise du moteur dans l'espace de travail. De plus, la qualité du joint est améliorée grâce à la répétabilité du dispositif permettant d'éliminer les dispersions de la position des 15 moteurs, et au contrôle précis de la conformité du joint. Enfin, l'invention permet, à l'aide d'un seul procédé de réaliser à la fois le recalage d'un objet, l'application d'un joint sur l'objet et le contrôle dudit joint. La durée de chaque cycle et le coût de fabrication sont de ce fait réduits. 20 Le procédé selon l'invention est applicable dans tous les domaines de recalage d'objets afin de réaliser une opération sur l'objet considéré. REVENDICATIONS1. Procédé (40) de recalage d'un objet, d'application d'un joint sur ledit objet et de contrôle de la conformité dudit joint comprenant : une première étape (41) de détection de présence dudit objet sur une zone de travail et la détermination d'opérations à réaliser, par la lecture d'une étiquette dynamique ou d'un code barre présent sur ledit objet ; une deuxième étape de recalage de l'objet dans la zone de travail par un capteur en trois-dimensions (14) d'au moins un robot (12) muni d'au moins un bras articulé dans trois dimensions; une troisième étape (43) d'application du joint sur l'objet par une buse d'application présente sur ledit robot ; et une quatrième étape (44) de contrôle de la conformité du joint appliqué par la buse d'application sur l'objet par le capteur en trois- dimensions (14), avec un deuxième balayage du robot. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lors de l'étape de recalage de l'objet, on détermine la position réelle [(xi ; yi ; zi) ; (cti ; Pl; yl)] de l'objet par un premier balayage du bras du robot, on compare la position réelle [(xi ; yi ; zi) ; (cti ; Pl; yl)] de l'objet avec une position de référence [(xo ; yo ; zo) ; (do ; (30; yo)], et on calcule une trajectoire d'application du joint en silicone en fonction de la position réelle de l'objet. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel lors de la troisième étape (43) d'application du joint sur l'objet, la variation de trajectoire détectée lors de l'étape de recalage est appliquée à la trajectoire du bras du robot pour déposer le joint sur au moins une face de l'objet. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les informations sur la conformité du joint sont inscrites, par le capteur en trois-dimensions sur l'objet. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel lors de l'étape (43) d'application du joint sur une des faces de l'objet, on utilise deux robots munis chacun d'un bras articulé en 3058666 9 trois dimensions, d'un capteur en trois-dimensions et d'une buse d' application. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'objet est la culasse d'un moteur d'un véhicule 5 automobile. 7. Dispositif (10) de recalage d'un objet (11), d'application d'un joint sur ledit objet et de contrôle de la conformité dudit joint comprenant au moins un robot (12) muni d'un bras articulé dans trois dimensions, d'un capteur en trois-dimensions (14) et d'une buse 10 d'application (16) du joint, ledit dispositif comprenant une unité de commande électronique (20) comprenant un module (21) de détection de présence dudit objet sur une zone de travail et de détermination d'opérations à réaliser, par la lecture d'une étiquette dynamique ou d'un code barre présent sur ledit objet ; un module (22) de recalage de 15 l'objet par le capteur en trois-dimensions (14); un module (23) d'application du joint sur l'objet par la buse d'application ; et un module (24) de contrôle de la conformité du joint appliqué par la buse d'application sur l'objet par le capteur en trois-dimensions. 8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le module 20 (22) de recalage de l'objet comprend un module (25) de détermination de la position réelle [(xi ; yi ; zi) ; (cti ; Pl; yl)] de l'objet par un premier balayage du bras du robot, un module (26) de comparaison de la position réelle [(xi ; yl ; zi) ; (cti ; Pl; yl)] de l'objet avec une position de référence [(xo ; yo ; zo) ; (do ; (30; yo)], et un module de 25 calcul (27) d'une trajectoire d'application du joint en fonction de la position réelle de l'objet. 9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le capteur en trois-dimensions (14) comprend une caméra et un laser. 10. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel les 30 informations sur la conformité du joint transmises par le module de contrôle (24) sont inscrites, par le capteur en trois-dimensions sur l'objet. 3058666 10 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, comprenant deux robots munis chacun d'un bras articulé en trois dimensions, d'un capteur de déplacement et d'une buse d'application. 12 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, 5 dans lequel l'objet est la culasse d'un moteur d'un véhicule automobile.