Brevet FR3089141A1 — publié le 20200605

Description Titre de l'invention : ENSEMBLE COMPORTANT UN CHARIOT ET UN système DE MAINTIEN DU CHARIOT Domaine technique [0001] La présente invention concerne un ensemble comportant un chariot, en particulier un robot, qui transporte une pièce et qui soit mobile et un système de maintien du chariot. Technique antérieure [0002] Dans une chaîne d'assemblage, des chariots sont prévus pour transporter des pièces d'un poste à un autre Ainsi, un chariot porte une pièce et il doit s'arrêter à un poste où la pièce subit un traitement que ce soit un usinage ou l'ajout d'un composant. [0003] Ainsi, la pièce est fixée au chariot qui se déplace d'un poste à un autre de manière autonome. A chaque poste, le chariot s'arrête et attend que la pièce subisse le traitement prévu avant de repartir. [0004] Dans une telle chaîne d'assemblage, il est nécessaire d'assurer un bon posi- tionnement de la pièce avant que le traitement se réalise. Actuellement, le maintien en position utilise des systèmes avec une seule position de chariot possible et un seul sens de circulation des chariots (traversant en ligne droite), et il est nécessaire de trouver un système de maintien plus flexible. Exposé de l'invention [0005] Un objet de la présente invention est de proposer un ensemble comportant un chariot mobile, en particulier un robot, et un système de maintien du chariot, où le chariot qui transporte une pièce et le système de maintien coopèrent pour assurer le bon positionnement de la pièce durant un traitement. [0006] A cet effet, est proposé un ensemble comportant un chariot et un système de maintien [0007] où le système dc maintien comporte : [0008] - une base au-dessus de laquelle est disposé un chemin de roulage sur lequel le chariot se déplace, [0009] - au moins trois dents disposées au-dessus du chemin de roulage et réparties de manière à cc que le chariot se positionne entre elles, où chaque dent présente une extrémité distale et une extrémité proximale, où chaque dent présente sur sa face supérieure. un plan incliné qui monte depuis l'extrémité distale vers l'extrémité proximale, et où chaque dent présente un premier élément de centrage. et [0010] - pour chaque dent, un coulisseau auquel l'extrémité proximale de la dent est fixée et qui est mobile en translation parallèlement au chemin dc roulage, [0011] où le chariot comporte : 2 [0012] - un châssis, et [0013] - un plateau posé sur le châssis et destiné à recevoir une pièce, où pour chaque dent, le chariot présente un espace d'insertion entre le châssis et le plateau, et où pour chaque dent, le plateau présente un deuxième élément de centrage, [0014] où chaque coulisseau est mobile entre une position libre dans laquelle les coulisseaux sont écartés de manière à ce que les dents soient écartées du chariot et une position de maintien dans laquelle les coulisseaux sont rapprochés de manière à ce que l'extrémité distalc de chaque dent pénètre dans l'espace d'insertion prévu à cet effet, de manière à centrer chaque deuxième élément de centrage par rapport au premier élément de centrage correspondant et de manière à ce que la face supérieure de la dent soit en appui contre la face inférieure du plateau. [0015] Avantageusement, le premier élément de centrage prend la forme d'un cylindre à axe vertical disposé au-dessus de la dent et le deuxième élément de centrage prend la forme d'un évidement en arc de cercle à axe vertical réalisé dans le plateau. [0016] Avantageusement, une pluralité de moyens de centrage est répartie entre le châssis et le plateau et chaque moyen de centrage comporte un élément mâle à axe vertical réalisé dans le châssis ou le plateau et un élément femelle à axe vertical réalisé dans le plateau ou le châssis. [0017] Avantageusement, chaque coulisseau est équipé d'une butée, le châssis comporte pour chaque butée, une contrebutée contre laquelle la butée vient en appui en position de maintien, et chaque butée présente un plan incliné qui tend à repousser la contrebutée associée vers l'extérieur. [0018] Avantageusement, le châssis comporte un système de motorisation avec deux roues motrices disposées le long de deux côtés parallèles du châssis et quatre galets montés mobiles en rotation et disposés par paire de part et d'autre de chaque roue motrice, et chaque contrebutée est constituée par un palier maintenant un galet. [0019] Avantageusement, pour chaque roue motrice, le chemin de roulage comporte une portion qui s'étend sous la roue motrice et qui est montée mobile verticalement entre une position haute dans laquelle la portion est alignée avec le reste du chemin de roulage et une position basse dans laquelle la portion est abaissée par rapport au reste du chemin de roulage, pour chaque portion, le système de maintien comporte un deuxième actionneur qui déplace la portion de la position haute à la position basse, lorsque les coulisseaux passent de la position libre à la position de maintien, et qui déplace la portion de la position basse à la position haute, lorsque les coulisseaux passent de la position de maintien à la position libre. [0020] Avantageusement, le système de maintien comporte un système de soulèvement qui soulève le châssis jusqu'au décollement des roues motrices du chemin de roulage. 3 Brève description des dessins [0021] Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, appa- raîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réa- lisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : [0022] [fig.11 est une vue en perspective d'un ensemble selon l'invention dans une position libre, [0023] [fig.21 est une vue partielle et en perspective de l'ensemble de la Fig. 1 en position de maintien, [0024] [fig.31 est une vue partielle et en perspective de l'ensemble de la Fig. 1 en position de maintien. [0025] [fig.4] est une vue en coupe par un plan vertical du chariot de l'ensemble de la Fig. 1, [0026] [fig.5] est une vue en coupe de l'ensemble selon l'invention par le plan V de la Fig. 1 et qui correspond à la ligne V-V de la Fig. 6, et [0027] [fig.6] est une vue de dessus de l'ensemble de la Fig. 1 sans le châssis du chariot. [0028] EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION [0029] Dans la description qui suit, les termes relatifs à une position sont pris en référence à un ensemble selon l'invention comportant un chariot transportant une pièce et un système de maintien du chariot, l'ensemble étant disposé en position d'utilisation, c'est-à-dire comme il est représenté sur la Fig. I. [0030] La Fig. 1 montre un ensemble 100 qui comporte un chariot 102 et un système de maintien 104. La Fig. 2 et la Fig. 3 montrent également des parties de l'ensemble 100. [0031 Lc système de maintien 104 comporte une base 106 au-dessus de laquelle est disposé un chemin de roulage 108 sur lequel le chariot 102 se déplace et qui est ici horizontal. Le chariot 102 est motorisé afin de permettre son déplacement sur le chemin de roulage 108. Le guidage du chariot 102 est assuré par tous moyens appropriés comme par exemple un système de géolocalisation ou un guidage magnétique... [0032] Le système de maintien 104 comporte également quatre dents 110 disposées au- dessus du chemin de roulage 108, où chacune est orientée horizontalement et présente une extrémité distale et une extrémité proximale. Les dents 110 sont réparties aux quatre coins d'un rectangle au milieu duquel le chariot 102 se positionne comme le montre la Fig. 1. [0033] Dans un mode de réalisation plus général, le système de maintien 104 comporte au moins trois dents 110 réparties en un triangle au milieu duquel le chariot 102 se positionne. C'est-à-dire qu'il y a deux dents 110 d'un côté du chariot 102 et une dent 110 à l'opposé de l'autre côté du chariot 102. Les dents 110 sont réparties de manière à ce que le chariot 102 se positionne entre elles, avec au moins deux dents 110 d'un côté et au moins une dent 110 de l'autre côté. [0034] Le chariot 102 se déplace selon une direction principale X afin de se positionner entre les dents 110, il peut également provenir d'une direction perpendiculaire Y qui est perpendiculaire à la direction principale X. Les deux dents 110 qui sont d'un même côté du chariot 102 sont orientées vers les deux dents 110 qui sont de l'autre côté du chariot 102. [0035] Pour chaque dent 110, le système de maintien 104 comporte un coulisseau 112 auquel l'extrémité proximale de la dent 110 est fixée. Le coulisseau 112 est lui-même mobile en translation parallèlement au chemin de roulage 108 et ici selon la direction perpendiculaire Y. Il y a deux coulisseaux 112 de chaque côté du chariot 102. [0036] Lorsque le chariot 102 est entre les dents 110, l'extrémité distale de chaque dent 110 est orientée vers le chariot 102. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, il y a deux paires de dents 110, et dans chaque paire, les extrémités distalcs des deux dents 110 de la même paire sont orientées l'une vers l'autre. [0037] Chaque dent 110 prend la forme d'un coin présentant sur sa face supérieure, un plan incliné qui monte depuis l'extrémité distalc vers l'extrémité proximale. [0038] Le chariot 102 présente un châssis 114 qui est ici rectangulaire et un plateau 116 qui est destiné à recevoir une pièce 50 devant être transportée d'un poste à un autre. Le plateau 116 est posé sur le châssis 114. La fixation de la pièce 50 sur le plateau 116 est assurée par tous moyens appropriés, comme par exemple des systèmes de visserie et de posage. [0039] Pour chaque dent 110, le chariot 102 présente un espace d'insertion 118 entre le châssis 114 et le plateau 116. Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, l'espace d'insertion 118 est réalisé par un décrochement vers le haut d'un coin du plateau 116, mais dans un autre mode de réalisation, il pourrait être réalisé par un décrochement vers le bas d'un coin du châssis 114. L'espace d'insertion 118 permet l'introduction de l'extrémité distale d'une dent 110. [0040] Chaque coulisseau 112 est mobile entre une position libre (Fig. 1) et une position de maintien (Fig. 2 et Fig. 3). [0041] En position libre, les coulisseaux 112 sont écartés du chariot 102 de manière à ce que les dents 110 soient écartées du chariot 102. En position de maintien, les coulisseaux 112 sont rapprochés du chariot 102 de manière à ce que l'extrémité distale de chaque dent 110 pénètre dans l'espace d'insertion 118 prévu à cet effet et de manière à ce que la face supérieure de la dent 110 soit en appui contre la face inférieure du plateau 116. L'introduction des dents 110 entre le châssis 114 et le plateau 116 entraîne le sou- lèvement vertical du plateau 116 sous l'effet des plans inclinés des dents 110. [0042] Chaque dent 110 présente un premier élément de centrage 120, et pour chaque dent 110, le plateau 116 présente un deuxième élément de centrage 122 qui est destiné, en position de maintien, à coopérer avec le premier élément de centrage 120 de manière à centrer ledit deuxième élément de centrage 122 par rapport audit premier élément de centrage 120. [0043] Le principe de fonctionnement consiste alors : [0044] - à amener le chariot 102 lorsque les coulisseaux 112 sont en position libre, le chariot 102 peut venir des quatre côtés et se positionner avant fermeture à +/-180° [0045] - lorsque le chariot 102 est positionné entre les dents 110, à passer les coulisseaux 112 en position de maintien, où chaque dent 110 pénètre dans l'espace d'insertion 118 correspondant, ce qui tend à soulever le plateau 116 et chaque deuxième élément de centrage 122 coopère avec le premier élément de centrage 120 correspondant pour le centrer, assurant ainsi un bon positionnement du plateau 116 et donc de la pièce 50 pour le traitement qu'elle doit subir, et [0046] - lorsque le traitement est terminé, à passer les coulisseaux 112 en position libre de manière à libérer le plateau 116 qui se pose sur le châssis 114 et le chariot 102 peut alors repartir. [0047] Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, le premier élément de centrage 120 prend la forme d'un cylindre à axe vertical disposé au-dessus de la dent 110 et le deuxième élément de centrage 122 prend la forme d'un évidement en arc de cercle à axe vertical réalisé dans le plateau 116. [0048] Dans un autre mode de réalisation, il est possible d'inverser les deux types d'éléments de centrage, le premier élément de centrage 120 prenant alors la forme d'un évidement en arc de cercle à axe vertical disposé au-dessus de la dent 110 et le deuxième élément de centrage 122 prenant alors la forme d'un cylindre à axe vertical réalisé dans le plateau 116. Il est également possible de prendre d'autres formes, comme par exemple, une forme triangulaire pour chaque élément de centrage. [0049] Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, chaque coulisseau 112 est mobile sur la base 106, mais dans un autre mode de réalisation, il pourrait être monté mobile sur le chemin de roulage 108. Le déplacement de chaque coulisseau 112 est réalisé par l'intermédiaire d'un premier actionneur 304 prévu à cet effet, comme par exemple un moteur ou un vérin. [0050] Chaque coulisseau 112 s'étend au-dessus et au-dessous du chemin de roulage 108 à travers une fenêtre 124 dudit chemin de roulage 108. Sous le chemin de roulage 108, le coulisseau 112 est monté sur la base 106 par l'intermédiaire d'un système de glissière 302 qui comporte un rail 308 solidaire de la base 106 et une semelle 306 du coulisseau 6 112 qui se déplace le long du rail 308 par l'intermédiaire d'un premier actionneur 304. [0051] Afin d'assurer un bon positionnement du plateau 116 sur le châssis 114 lorsque le plateau 116 repose sur le châssis 114, une pluralité de moyens de centrage est répartie entre le châssis 114 et le plateau 116. [0052] La Fig. 4 montre un exemple de réalisation d'un tel moyen de centrage 400. Le moyen de centrage 400 comporte un élément mâle 402 à axe vertical réalisé dans le châssis 114 ou le plateau 116 et un élément femelle 404 à axe vertical réalisé dans le plateau 116 ou le châssis 114. [0053] Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, l'élément mâle 402 prend la forme d'un plot solidaire du châssis 114 et l'élément femelle 404 prend la forme d'un alésage réalisé dans le plateau 116. Au cours du déplacement vertical du plateau 116, l'élément femelle 404 se déplace le long de l'élément mâle 402. [0054] Le châssis 114 comporte un système de motorisation 500 qui assure le déplacement du châssis 114 et donc du chariot 102 sur le chemin de roulage 108. [0055] Un mode de réalisation particulier du système de motorisation 500 est vu sur la Fig. 5 qui montre une coupe du chariot 102 lorsque les coulisseaux 112 et donc le système de maintien 104 sont en position de maintien et sur la Fig. 6 qui montre une vue de dessus du système de motorisation 500 sans le châssis 114. [0056] Dans le mode de réalisation de l'invention présenté ici, le système de motorisation 500 comporte deux roues motrices 502a-h montées mobiles en rotation et qui sont motorisées indépendamment l'une de l'autre grâce à des moteurs d'entraînement 504a-b. Les roues motrices 502a-b sont montées le long de deux côtés parallèles du châssis 114, en particulier le long des deux côtés qui viennent le long des coulisseaux 112. [0057] Le système de motorisation 500 comporte également quatre galets 506 montés mobiles en rotation sous le châssis 114 et disposés par paire de part et d'autre de chaque roue motrice 502a-b. Le châssis 114 est ainsi monté sur les roues motrices 502a-b et les galets 506. [0058] Les axes de rotation des roues motrices 502a-b et des galets 506 sont tous parallèles. [0059] Dans un autre mode de réalisation, il est possible de prévoir quatre roues motrices motorisées indépendamment les unes des autres. [0060] L'indépendance des roues motrices permet de pouvoir diriger le chariot 102 en gérant indépendamment la vitesse de rotation de chaque roue motrice. Classiquement, pour connaître l'angle de rotation de chaque roue motrice, celle-ci est associée à un moyen de mesure telle qu'une roue codeuse. [0061] Dans le mode de réalisation, la roue motrice 502a-b est entraînée directement par le moteur d'entraînement 504a-b, mais elle pourrait être entraînée indirectement par exemple à travers un système de transmission comme une courroie ou des engrenages. [0062] Pour bloquer le châssis 114, lorsque les coulisseaux 112 sont en position de maintien, 7 chaque coulisseau 112 est équipé d'une butée 508 qui vient en appui contre une contrebutée 510 du châssis 114. Le châssis 114 comporte ainsi pour chaque butée 508, une contrebutée 510. [0063] Le déplacement de chaque coulisseau 112 est parallèle aux axes de rotation des roues motrices 502a-b et des galets 506. [0064] Il y a quatre contrebutées 510 disposées en rectangle sous le châssis 114. Il y a deux contrebutées de chaque côté du chariot 102. [0065] Chaque butée 508 présente un plan incliné 514 qui tend à repousser la contrebutée 510 associée vers l'extérieur (flèche 52), c'est-à-dire selon une direction à l'opposé de la contrebutée 510 qui est du même côté du chariot 102. [0066] Chaque contrebutée 510 est ici constituée par un palier maintenant un galet 506. [0067] Pour chaque roue motrice 502a-b, il y a deux paires de butées 508 et donc deux contrebutées 510, où pour chaque paire, les butées 508 et les contrebutées 510 associées sont de part et d'autre de la roue motrice 502a-b. [0068] Pour éviter que les roues motrices 502a-b frottent sur le chemin de roulage 108 lorsque les coulisseaux 112 passent en position de maintien et que les butées 508 contraignent les contrebutées 510, le chemin de roulage 108 comporte, pour chaque roue motrice 502a-b, une portion 520 qui s'étend sous la roue motrice 502a-b en position de maintien et qui est montée mobile verticalement entre une position haute dans laquelle la portion 520 est alignée avec le reste du chemin de roulage 108 et une position basse dans laquelle la portion 520 est abaissée par rapport au reste du chemin de roulage 108 pour ne plus être en contact avec la roue motrice 502a-b. [0069] Chaque portion 520 prend ici la forme d'un coulisseau additionnel guidé verti- calement par des colonnes 522 et déplacé par un deuxième actionneur 524 entre la position haute et la position basse. Chaque deuxième actionneur 524 prend par exemple la forme d'un vérin. [0070] Avant que les coulisseaux 112 passent de la position libre à la position de maintien, chaque deuxième actionneur 524 déplace la portion 520 de la position haute à la position basse, et avant que les coulisseaux 112 passent de la position de maintien à la position libre, chaque deuxième actionneur 524 déplace la portion 520 de la position basse à la position haute. [0071] Dans un autre mode de réalisation non représenté, les deux portions peuvent être déplacées par un même deuxième actionneur. [0072] Dans un autre mode de réalisation non représenté, les deux portions sont solidaires et en forme donc une seule et il y a un seul deuxième actionneur pour déplacer l'ensemble des deux portions solidaires. [0073] Dans un autre mode de réalisation non représenté, il est possible de prévoir que le système de maintien 104 comporte un système de soulèvement qui vient soulever le 8 châssis 114 au-dessus du chemin de roulage 108 jusqu'au décollement des roues motrices 502a-h du chemin de roulage 108. Le système de soulèvement prend par exemple la forme de plots mobiles verticalement et actionnés par des actionneurs où les plots viennent contre le dessous du châssis 114 et le soulève. [0074] L'ensemble comporte une unité générale de contrôle qui se décompose en une première unité de contrôle et une deuxième unité de contrôle. [0075] La première unité de contrôle est embarquée sur le chariot 102 et commande les dé- placements du chariot 102, en particulier à travers les moteurs d'entraînement 504a-b. [0076] La deuxième unité de contrôle est embarquée sur le système de maintien 104 et commande les déplacements des coulisseaux 112, ici par l'intermédiaire des premiers actionneurs 304 agissant sur les semelles 306, et de chaque deuxième actionneur 524. [0077] Afin d'assurer le fonctionnement des différents composants du chariot 102, celui-ci est alimenté électriquement par exemple à l'aide d'une batterie embarquée. De la même manière, les différents composants du système de maintien 104 sont alimentés électriquement par exemple par un réseau électrique. [0078] Selon un mode de réalisation particulier, le guidage s'effectue de manière ma- gnétique. A cette fin, le chemin de roulage 108 comporte une cible magnétique 605 constituée ici d'une intersection de deux lignes perpendiculaires (en traits mixtes), où le centre de la cible magnétique 605, ici l'intersection, identifie la position du chariot 102 dans le système de maintien 104. [0079] Pour assurer le bon positionnement du chariot 102, celui-ci comporte ici sous son châssis 114, trois barrettes 607a-c, chacune comportant une pluralité de capteurs à effet hall alignés. Deux barrettes 607a-b sont parallèles entre elles et en face l'une de l'autre. La troisième barrette 607c est disposée perpendiculairement aux deux autres barrettes 607a-b. [0080] Les barrettes 607a-c sont disposées de manière à venir en regard d'une des lignes perpendiculaires. La première barrette 607a est en regard d'une extrémité d'une des deux lignes, d'un côté de l'intersection, la deuxième barrette 607b est en regard de l'autre extrémité de la même ligne, de l'autre côté de l'intersection, et la troisième barrette 607c est en regard d'une extrémité de l'autre ligne. [0081] Chaque barrette 607a-c est connectée à la première unité de contrôle. A partir de la mesure effectuée par chaque capteur à effet hall, la première unité de contrôle peut déterminer la position du chariot 102 par rapport au centre de la cible 605 et ainsi ajuster sa position. [0082] Selon un mode de réalisation particulier, chaque unité de contrôle comporte, reliés par un bus de communication : un processeur ou CPU (« Central Processing Unit » en anglais) ; une mémoire vive RAM (« Random Access Memory » en anglais) ; une mémoire morte ROM (« Read Only Memory » en anglais) ; une unité de stockage telle 9 qu'un disque dur ou un lecteur de support de stockage, tel qu'un lecteur de cartes SD («Securc Digital» en anglais) ; au moins une interface de communication, permettant par exemple à l'unité de contrôle de communiquer avec les moteurs d'entraînement 504a-h, les moteurs 304, chaque actionneur 304, 524 et les barrettes 607a-c. [0083] Le processeur est capable d'exécuter des instructions chargées dans la RAM à partir de la ROM, d'une mémoire externe (non représentée), d'un support de stockage (tel qu'une carte SD), ou d'un réseau de communication. Lorsque l'équipement est mis sous tension, le processeur est capable de lire de la RAM des instructions et de les exécuter. Ces instructions forment un programme d'ordinateur causant la mise en oeuvre, par le processeur, de tout ou partie des algorithmes et étapes décrits ci-dessus. [0084] Tout ou partie des algorithmes et étapes décrits ci-après peut être implémenté sous forme logicielle par exécution d'un ensemble d'instructions par une machine programmable, par exemple un DSP (« Digital Signal Processor » en anglais) ou un microcontrôlcur, ou être implémenté sous forme matérielle par une machine ou un composant dédié, par exemple un FPGA (« Field-Programmable Gate Array » en anglais) ou un ASIC (« Application-Specific Integrated Circuit » en anglais). [Revendication 1] [Revendication 2]