Brevet FR3081219A1 — publié le 20191122

INSTALLATION AVEC UN POSTE DE CONTROLE DU GABARIT DES PIECES PRODUITES ADAPTE AU CONTROLE DU SUPPORT DESDITES PIECES La présente invention se situe dans le domaine des installations d'assemblage d'éléments de caisse comprenant des îlots de ferrage, par exemple des installations destinées à équiper les usines de fabrication de véhicules. Il est connu d'utiliser des installations d'assemblage automatisées mettant en oeuvre une pluralité de moyens de contrôle pour assurer la qualité des pièces destinées à former la caisse. Afin d'assurer une qualité constante lors de la fabrication de nombreuses pièces, les résultats du processus de production doivent être vérifiés régulièrement. Ces contrôles sont effectués de différentes façons : soit en dehors du processus en cours, en prélevant régulièrement des échantillons et en les contrôlant à l'aide d'instruments de mesure mécaniques ou optiques appropriés, ou par l'intermédiaire de stations de mesure intégrées à l'installation, équipées de systèmes d'échantillonnage mécaniques et/ou d'instruments de mesure. De manière connue, l'emploi des capteurs de mesure optiques est très adapté à la réalisation de telles mesures. Leur capacité à mesurer précisément, rapidement et sans contact, associée à la possibilité d'intégrer directement les résultats de ces mesures dans le processus de production, conduit à une productivité améliorée. Dans le cadre d'une installation de production de véhicules, notamment au niveau de l'îlot de ferrage, il est nécessaire d'effectuer des contrôles de mesure de l'état géométrique du poste de contrôle destiné à recevoir la pièce à mesurer avec une certaine périodicité, par exemple annuelle. D'un autre côté, pour maintenir une cadence de production élevée, il serait intéressant de diminuer le temps d'immobilisation de l'installation dans le cadre de telles vérifications, idéalement de l'éliminer. Le document EP1650530 décrit un appareil pour mesurer la forme des surfaces tridimensionnelles d'une pièce en déplaçant une unité de mesure tridimensionnelle montée sur un robot pour suivre la surface de ladite pièce. Le poste de contrôle sur lequel la pièce est montée est couvert par celle-ci, ce qui ne permet pas la détection de la part de l'unité de mesure. Pour calibrer ledit poste, il est nécessaire d'arrêter la production afin de libérer le support sur lequel la pièce est habituellement montée. Dans le document FR2622968 concernant un dispositif pour effectuer le contrôle dimensionnel d'une pièce par voie optoélectronique, une pluralité de têtes de mesure tridimensionnelles sont ancrées à une structure support. Les coordonnées des positions desdites têtes sur le support 2 sont connues et déterminées par rapport aux points de référence et aux points à contrôler, lesdits points étant prédéfinis en fonction de la pièce à mesurer. Par conséquent, les données obtenues suite à la mesure de la pièce ne dépendent pas, au moins entre certaines limites de tolérance, de l'orientation et du positionnement des pièces à contrôler sur la ligne de 5 production. Cependant, en absence d'une pièce étalon et si des déviations de positionnement apparaissent, celles-ci ne pourront pas être détectées, rendant ainsi la méthode peu fiable à long terme. Il existe donc un besoin d'amélioration des postes et des procédés de vérification de la qualité des pièces produites, comme par exemple de leur gabarit, permettant un contrôle de l'état 10 géométrique dudit poste sans pour autant baisser les cadences de production. Selon un premier aspect, l'invention concerne une installation de production de véhicules comprenant au moins un poste de contrôle du gabarit des pièces produites, ledit poste présentant un équipement de mesure sans contact et un support apte à recevoir une pièce, ledit support comprenant un corps et au moins un pion de positionnement s'étendant depuis 15 ledit corps de sorte à présenter une extrémité reliée audit corps et une extrémité libre, le ou lesdits pions de positionnement étant configurés pour pouvoir s'insérer au travers d'ajours présentés par ladite pièce afin de la positionner sur ledit support en vue de la mesure de son gabarit, l'installation étant remarquable en ce qu'au moins un pion de positionnement présente un élément de repère relié à son extrémité libre et s'étendant en prolongement de celle-ci 20 selon la direction longitudinale dudit pion. Comme on l'aura compris à la définition qui vient d'en être donnée, l'invention concerne une installation permettant d'effectuer une mesure de contrôle du gabarit d'une pièce et permettant, en même temps, de vérifier l'état géométrique du support sur lequel ladite pièce est montée. Cela est rendu possible par la présence d'un élément de repère ajouté sur 25 l'extrémité libre du pion de positionnement servant à la mise en position de la pièce sur le support. Cet ajout permet de rallonger le pion de positionnement, le rendant ainsi visible pour pouvoir être détecté par le moyen de mesure utilisé lors de la mesure du gabarit de la pièce. L'invention est remarquable en ce que le contrôle du gabarit de la pièce et le contrôle de l'état géométrique du support de cette pièce se font simultanément, ce qui permet de ne pas arrêter 30 la production. L'invention est également remarquable en ce que le contrôle de l'état géométrique du support est effectué alors que la pièce est en position sur ledit support et donc le recouvre partiellement. Selon un mode de réalisation préféré, au moins un pion de positionnement est relié à un élément de repère se présentant sous forme d'une sphère, de préférence, sous forme d'une 3 sphère montée sur un pied. Grâce à sa forme sphérique, la surface apparente de l'élément de repère est équivalente selon toutes les directions depuis lesquelles la mesure de contrôle est effectuée. Selon un mode de réalisation, au moins un pion de positionnement a une forme cylindrique, 5 et le diamètre de l'élément de repère auquel il est relié est inférieur ou égal au diamètre dudit pion. Habituellement, les pièces à mesurer présentent sur leurs surfaces des ajours permettant leur maintien par des pions au sein des différents appareils et robots présents dans l'installation de production. Les pions de positionnement présentent une taille sensiblement similaire à celle des ajours qu'ils doivent traverser. Selon l'invention, l'élément de repère reste 10 en place sur le pion de positionnement, que le contrôle géométrique du support soit effectué ou non, c'est l'ensemble formé par le pion de positionnement et l'élément de repère qui doit pouvoir s'insérer au travers dudit ajour. Les dimensions de l'élément de repère doivent donc être adaptées en conséquence. Selon une mise en oeuvre de l'invention, l'installation est remarquable en ce qu'au moins un 15 pion de positionnement est relié un élément de repère par des moyens de fixation réversibles. Cette configuration permet de retirer le ou les éléments de repère au besoin. Selon un mode alternatif de réalisation de l'invention, au moins un pion de positionnement est relié un élément de repère par des moyens de fixation irréversibles. De préférence, au moins un pion de positionnement est venu de matière avec un élément de repère. Cette configuration 20 est avantageuse en ce qu'elle permet une production facilitée et économique d'un ensemble comprenant le pion de positionnement et l'élément de repère. Selon un mode de réalisation, l'installation est remarquable en ce que l'équipement de mesure sans contact comprend au moins un robot doté d'un moyen de mesure optique pour mesurer le gabarit de la pièce, de préférence, un robot doté d'un scanner à lumière blanche. 25 Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un pion de positionnement pour une installation selon le premier aspect, ledit pion étant destiné à s'étendre depuis un support d'un poste de contrôle du gabarit de pièces, de sorte à montrer une extrémité destinée à être reliée audit support et une extrémité libre, ledit pion étant configuré pour s'insérer au travers d'un ajour présenté par ladite pièce afin de la positionner sur ledit support en vue de la mesure de 30 son gabarit, le pion de positionnement étant remarquable en ce qu'il présente un élément de repère relié à son extrémité libre et s'étendant en prolongement de celle-ci selon sa direction longitudinale, de préférence l'élément de repère se présente sous forme d'une sphère. 4 Préférablement, le pion de positionnement a une forme cylindrique, et le diamètre de l'élément de repère auquel il est relié, est inférieur ou égal au diamètre dudit pion. De manière alternative ou complémentaire, le pion de positionnement est venu de matière avec ledit élément de repère. 5 Selon un troisième aspect, l'invention concerne un support destiné à recevoir une pièce, ledit support étant destiné à être utilisé dans un poste de contrôle du gabarit des pièces produites d'une installation selon le premier aspect, remarquable en ce qu'il comprend au moins un pion selon le deuxième aspect. Selon un quatrième aspect, l'invention concerne un procédé mettant en oeuvre une installation 10 selon le premier aspect et comprenant les étapes suivantes : a) le positionnement de la pièce sur le support du poste de contrôle du gabarit des pièces produites, comprenant l'engagement d'au moins un pion de positionnement au travers d'un ajour présenté par ladite pièce ; b) la mesure du gabarit de la pièce au moyen d'un équipement de mesure sans contact ; 15 ledit procédé étant remarquable en ce qu'il comprend en outre une étape c) de contrôle de la géométrie du support par détection d'au moins un élément de repère relié à un pion de positionnement. Préférentiellement, ladite étape c) s'effectue simultanément à l'étape b). Comme on l'aura compris à la définition qui vient d'en être donnée, l'invention concerne un 20 procédé qui permet de garder une bonne cadence de production au sein d'une installation de production de pièces puisque le contrôle de la géométrie du support s'effectue sur place, sans avoir à déplacer ledit support, et de préférence en même temps qu'une mesure de gabarit d'une pièce. L'équipement de mesure sans contact va exécuter deux actions en même temps : la mesure de la pièce et le contrôle du support et, en particulier, de la position des pions de 25 positionnement. Ce procédé permet d'éviter l'interruption de la production occasionnée par le déplacement du support dans un environnement séparé pour le calibrer. L'équipement de mesure sans contact est utilisé sans interruption ou ne nécessite pas d'être déplacé vers un poste de contrôle en service, ce qui engendrerait des coûts importants et une perte de temps. Le support ne risque 30 donc plus d'être abimé pendant le transport ou d'être mal positionné une fois qu'il est remis en place. L'investissement du temps et du personnel pour la mise en géométrie du poste de contrôle est donc fortement réduit. Par conséquent, le temps de production est amélioré et le risque d'erreur abaissé. 5 L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront clairement à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple en référence à la planche de dessin annexée sur laquelle : La figure 1 illustre un schéma d'une installation selon l'invention comprenant un poste 5 de contrôle avec un support sur lequel est montée une pièce de véhicule, et un équipement de mesure sans contact. La figure 2 est une vue partielle schématisée en coupe d'un pion de positionnement sur lequel est montée une pièce de véhicule. La figure 3 est une vue partielle schématisée d'un pion de positionnement sur lequel 10 est fixé un élément de repère, ledit pion recevant une pièce de véhicule. Dans la description qui suit, le terme « comprendre » est synonyme de « inclure » et n'est pas limitatif en ce qu'il autorise la présence d'autres éléments dans l'installation à laquelle il se rapporte ou d'autres étapes au procédé auquel il se rapporte. Il est entendu que le terme « comprendre » inclut les termes « consister en ». Sur les différentes figures, les mêmes 15 références désignent des éléments identiques ou similaires. Le procédé et l'installation mettant en oeuvre le procédé seront décrits conjointement. La figure 1 illustre un schéma d'une installation selon l'invention comprenant un poste de contrôle 1 présentant un équipement 3 de mesure sans contact et un support 5 sur lequel est montée une pièce 7 de véhicule. L'équipement 3 de mesure sans contact comprend avantageusement 20 un robot 13 doté d'un moyen de mesure optique 15. L'installation illustrée est adaptée pour la production de véhicules automobiles mais elle peut être employée également pour la mesure des pièces lors de la production de véhicules destinés à l'industrie aéronautique. Le poste de contrôle 1 présente un support 5 apte à recevoir une pièce dont les dimensions 25 sont à mesurer, tel qu'un côté de caisse d'un véhicule automobile. Le support 5 comprenant un corps et au moins un pion de positionnement 9 s'étendant depuis ledit corps de sorte à présenter une extrémité reliée audit corps et une extrémité libre. L'extrémité libre d'un tel pion de positionnement 9 est dotée d'un élément de repère 11. Le ou lesdits pions de positionnement 9 sont configurés par leur dimensionnement et agencés par leur 30 positionnement sur le support pour pouvoir s'insérer au travers d'ajours présentés par ladite pièce 7 afin de la positionner sur ledit support 5 en vue de la mesure de son gabarit. Selon l'invention, au moins un pion de positionnement 9 présente un élément de repère 11 relié à son extrémité libre et s'étendant en prolongement de celle-ci selon la direction longitudinale dudit pion. La mise en place d'un élément de repère 11 en prolongement de 6 l'extrémité du pion 9 va rendre ledit pion visible pour l'équipement 3 de mesure sans contact lorsque la pièce 7 est disposée sur le support 5. A défaut, comme illustré en figure 2, le pion de positionnement 9 offre une surface de détection trop faible sous certains angles pour une détection fiable et répétable. 5 Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention illustré en figure 3, l'élément de repère 11 se présente sous forme d'une sphère. Cette forme présente plusieurs avantages. D'un côté, elle est simple à fabriquer et, d'un autre côté, elle permet la prise des mesures indépendamment du positionnement du moyen de mesure par rapport au poste de contrôle. D'autres formes sont aussi envisageables et l'homme du métier les adaptera facilement à ses 10 besoins. Classiquement, le pion de positionnement 9 est un cylindre configuré pour recevoir une pièce de véhicule à contrôler. Son diamètre est alors adapté à son insertion dans l'ajour correspondant présenté par la pièce 7. Avantageusement, le diamètre de l'élément de repère 11 est inférieur ou égal au diamètre du pion de positionnement 9. Ainsi, l'ensemble formé par 15 le pion de positionnement 9 et l'élément de repère 11 est apte à être inséré au travers dudit ajour. L'élément de repère 11 peut rester en position de manière permanente sur ledit pion 9. Selon l'invention, l'élément de repère 11 peut être fixé au pion de positionnement 9 soit de manière réversible soit de manière irréversible. L'élément de repère 11 est, de préférence, venu de matière avec le pion 9 de telle sorte à économiser une étape de montage de l'élément 20 de repère sur ledit pion. Par exemple, l'élément de repère 11 est obtenu à partir du cylindre 9 en taillant son extrémité libre, c'est-à-dire l'extrémité qui ne vient pas en contact avec le support 5 du poste de contrôle 1. Comme indiqué ci-dessus, l'extrémité libre est taillée en forme de sphère, ladite sphère 11 ayant un diamètre inférieur ou égal au diamètre du cylindre 9, éventuellement la sphère est montée sur un pied 19 de façon à augmenter sa visibilité. 25 Alternativement, l'élément de repère 11 peut être fixé au pion de positionnement 9, par exemple, par vissage, par collage ou par soudage. De préférence, l'élément de repère 11 est fixé au pion grâce à un élément de soutien ou un pied 19. Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, le support 5 du poste de contrôle 1 comprend au moins un pion de positionnement 9. Le support 5 illustré en figure 1 comprend deux pions 30 9 de positionnement. Cette configuration assure un positionnement plus fiable de la pièce sur le support 5 car elle permet de bloquer sa rotation une fois qu'elle est installée dessus. L'homme du métier adaptera facilement le nombre de pions 9 à la forme et à la complexité de la pièce à mesurer. 7 Le moyen de mesure optique 15 est piloté par un robot 13 à l'aide d'un bras articulé 17. L'installation selon l'invention contient au moins un tel robot 13 doté d'un moyen de mesure 15 pour chaque poste de contrôle 1. Selon les besoins et la complexité de la pièce 7, deux, voire trois robots 13 peuvent être attribués pour chacun des postes de contrôle 3. De même, 5 chaque robot 13 peut présenter une pluralité de moyens de mesure 15. Cette configuration est particulièrement intéressante lorsque la pièce correspond à un sous-ensemble plus complexe. Le moyen de mesure 15 correspond à un capteur optique de type scanner sans contact. Différents types de sources de rayonnement peuvent être utilisés, tel que : le laser, la lumière blanche, les ultrasons ou les rayons X. De préférence, le rayonnement est de type 10 lumière blanche. Le principe de la photogrammétrie employé dans un tel cas consiste à prendre des images multiples de l'objet et de localiser manuellement ou automatiquement des points communs à chaque photographie. Cette technique consiste à utiliser ces points pour reconstituer en trois dimensions l'objet photographié. Les points permettent donc une mesure 3D de l'objet par une triangulation optique. Cette approche sert à retrouver avec précision la 15 taille et la forme des objets mesurés, tel que des pièces de véhicule. Le poste de contrôle 1 selon l'invention peut être intégré, par exemple, au sein d'un îlot de ferrage. De préférence, les pièces 7 à mesurer sont amenées devant le robot 13 à l'aide d'un convoyeur pour être ensuite montées sur le poste de contrôle 3. Le poste de contrôle peut être fixé au sol ou être mobile. De préférence, il est fixé au sol. Selon une mise en oeuvre de 20 l'invention, le support 5 est fixé au sol. A la différence de l'art antérieur, où le support devait être déplacé pour effectuer la mise en géométrie du ou des pions de contrôle, dans l'installation de l'invention, cela n'est plus nécessaire car la mise en géométrie est effectuée simultanément avec la mesure de la pièce. Ainsi, le poste du contrôle 1 de l'installation ne risque donc pas d'être abimé pendant le transport ou d'être mal positionné une fois la mise en géométrie 25 effectuée et qu'il REVENDICATIONS1. Installation de production de véhicules comprenant au moins un poste de contrôle (1) du gabarit des pièces produites, ledit poste présentant un équipement (3) de mesure sans contact et un support (5) apte à recevoir une pièce (7), ledit support (5) comprenant un corps et au moins un pion de positionnement (9) s'étendant depuis ledit corps de sorte à présenter une extrémité reliée audit corps et une extrémité libre, le ou lesdits pions de positionnement (9) étant configurés pour pouvoir s'insérer au travers d'ajours présentés par ladite pièce (7) afin de la positionner sur ledit support (5) en vue de la mesure de son gabarit, l'installation étant caractérisée en ce qu'au moins un pion de positionnement (9) présente un élément de repère (11) relié à son extrémité libre et s'étendant en prolongement de celle-ci selon la direction longitudinale dudit pion (9). 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins un pion de positionnement (9) est relié à un élément de repère (11) se présentant sous forme d'une sphère, de préférence sous forme d'une sphère montée sur un pied (19). 3. Installation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'au moins un pion de positionnement (9) a une forme cylindrique, et en ce que le diamètre de l'élément de repère (11) auquel il est relié est inférieur ou égal au diamètre dudit pion (9). 4. Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'au moins un pion de positionnement (9) est relié à un élément de repère (11) par des moyens de fixation réversibles. 5. Installation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'au moins un pion de positionnement (9) est relié un élément de repère (11) par des moyens de fixation irréversibles, de préférence qu'au moins un pion de positionnement (9) est venu de matière avec un élément de repère (11). 6. Installation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'équipement (3) de mesure sans contact comprend au moins un robot (13) doté d'un moyen de mesure optique (15) pour mesurer le gabarit de la pièce (7), de préférence un robot (13) doté d'un scanner à lumière blanche. 9 7. Pion de positionnement (9) pour une installation selon l'une des revendications 1 à 6, ledit pion étant destiné à s'étendre depuis un support (5) d'un poste de contrôle (1) du gabarit de pièces, de sorte à montrer une extrémité destinée à être reliée audit support (5) et une extrémité libre, ledit pion (9) étant configuré pour s'insérer au travers d'un 5 ajour présenté par ladite pièce (7) afin de la positionner sur ledit support (5) en vue de la mesure de son gabarit, le pion de positionnement (9) étant caractérisé en ce qu'il présente un élément de repère (11) relié à son extrémité libre et s'étendant en prolongement de celle-ci selon sa direction longitudinale, de préférence l'élément de repère (11) se présente sous forme d'une sphère, et/ou le pion de positionnement (9) 10 est venu de matière avec l'élément de repère (11). 8. Support (5) destiné à recevoir une pièce (7) destiné à être utilisé dans un poste de contrôle (1) du gabarit des pièces produites d'une installation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un pion selon la 15 revendication 7. 9. Procédé mettant en oeuvre l'installation selon l'une des revendications 1 à 6, et comprenant les étapes suivantes : a) le positionnement de la pièce (7) sur le support (5) du poste de contrôle (1) du 20 gabarit des pièces produites, comprenant l'engagement d'au moins un pion de positionnement (9) au travers d'un ajour présenté par ladite pièce (7) ; b) la mesure du gabarit de la pièce (7) au moyen d'un équipement (3) de mesure sans contact ; ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape c) de contrôle 25 de la géométrie du support par détection d'au moins un élément de repère (11) relié à un pion de positionnement (9). 10. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce que ladite étape c) s'effectue simultanément à l'étape b).