Brevet FR3090445A1 — publié le 20200626

Description Titre de l'invention : SYSTÈME DE FIXATION AUTOMATISÉE D'ÉCRANS AÉRAULIQUES SOUS DES PLANCHERS DE VÉHICULES, POUR UNE CHAÎNE DE MONTAGE Domaine technique de l'invention 100011 L'invention concerne les chaînes de montage de véhicules, éventuellement de type automobile, et plus précisément la solidarisation d'écrans aérauliques sur les faces externes des planchers des véhicules sur de telles chaînes de montage. Etat de la technique [0002] Comme le sait l'homme de l'art, certains véhicules, éventuellement de type au- tomobile, comprennent un plancher ayant une face externe sur laquelle doit être solidarisé fixement au moins un écran aéraulique destiné à améliorer l'aérodynamisme sous « caisse », protéger certains équipements (comme par exemple une batterie ou un conduit du circuit de freinage), limiter la génération de bruit, ainsi qu'éventuellement améliorer l'isolation thermique. [0003] Chaque écran aéraulique est actuellement solidarisé fixement à la main par deux techniciens sur la chaîne de montage. Plus précisément, la chaîne de montage comprend un support (parfois appelé « balancelle ») destiné à supporter un véhicule ayant un plancher sur la face externe duquel a été préalablement couplé manuellement, par clippage, au moins un écran aéraulique (et par exemple deux). Ce support se déplace lentement avec le véhicule suivant, un trajet prédéfini, et dans le même temps deux techniciens se déplacent sous le véhicule en suivant ce même trajet prédéfini, en ayant la tête redressée et en tenant à bout de bras une visseuse manuelle afin de visser des écrous sur les boulons (ou goujons) qui traversent un écran aéraulique clippé ou des vis sur des écrous clippés sur un écran aéraulique clippé, et ainsi solidariser fixement ce dernier au plancher. [0004] La position dans laquelle doit se tenir chaque technicien lors de chaque vissage s'avère peu ergonomique et fatigante du fait de sa répétabilité. En outre, le maintien de la visseuse à bout de bras au-dessus du niveau où est située la tête nécessite des efforts répétés qui induisent aussi de la fatigue et des tensions. [0005] L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation. Présentation de l'invention [0006] Elle propose notamment à cet effet un système de fixation destiné à équiper une chaîne de montage comprenant un support destiné à supporter un véhicule, comprenant un plancher ayant une face externe à laquelle a été préalablement couplé au moins un écran aéraulique à solidariser fixement, et déplaçable suivant un trajet prédéfini. 2 [0007] Ce système de fixation se caractérise par le fait qu'il comprend : au moins un bras robotisé comprenant une première extrémité destinée à être couplée temporairement à un endroit prédéfini du support et une seconde extrémité munie d'une visseuse destinée à solidariser fixement l'écran aéraulique au plancher, et d'une caméra acquérant des images sous l'écran aéraulique, et au moins un calculateur pilotant ce bras robotisé en fonction des images acquises par sa caméra afin de positionner sa visseuse là où elle doit réaliser son (chaque) vissage. [0008] Ainsi, on peut avantageusement solidariser fixement, de façon totalement au- tomatisée et donc sans intervention d'un technicien, au moins un écran aéraulique sur la face externe du plancher d'un véhicule, alors même que ce dernier est en train de se déplacer avec son support suivant le trajet prédéfini dans la chaîne de montage. [0009] Le système de fixation selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : il peut comprendre au moins deux bras robotisés comportant chacun un calculateur de pilotage. il peut comprendre au moins une monture à laquelle est solidarisée fixement la première extrémité d'au moins un bras robotisé, et comprenant une pièce de couplage destinée à être solidarisée fixement et temporairement à une poutre du support qui comporte l'endroit prédéfini (de couplage) ; deux bras robotisés peuvent être solidarisés fixement à chaque monture afin de réaliser en parallèle des vissages de l'écran aéraulique en deux endroits distants ; il peut comprendre deux montures destinées à être solidarisées fixement, temporairement et respectivement à des poutres droite et gauche du support et comportant chacune un endroit prédéfini (de couplage) ; chaque monture peut être destinée à être installée sur, et déplacée par rapport à, un rail faisant partie de la chaîne de montage et installé à un niveau inférieur à celui du support parallèlement à une partie du trajet prédéfini ; un calculateur associé à un bras robotisé peut déterminer une position relative de la monture associée à ce dernier par rapport à l'endroit prédéfini correspondant par analyse des images acquises par la caméra de ce bras robotisé, et peut contrôler le positionnement relatif de cette monture par rapport à cet endroit prédéfini correspondant du support en fonction de cette position relative déterminée, pour coupler la pièce de couplage de cette monture à cet endroit prédéfini ; chaque visseuse peut comprendre un mécanisme d'alimentation (en écrou ou 3 en vis) contrôlé par le calculateur qui est associé à son bras robotisé. [0010] L'invention propose également une chaîne de montage comprenant au moins un support destiné à supporter un véhicule, comprenant un plancher ayant une face externe à laquelle a été préalablement couplé au moins un écran aéraulique à solidariser fixement, et déplaçable suivant un trajet prédéfini. Cette chaîne de montage se caractérise par le fait qu'elle comprend aussi un système de fixation du type de celui présenté ci-avant. [0011] Par exemple, cette chaîne de montage peut aussi comprendre au moins un rail installé à un niveau inférieur à celui du support parallèlement à une partie du trajet prédéfini, et sur lequel est installée de façon motorisée une monture du système de fixation afin de pouvoir être déplacée par rapport à lui (pour suivre temporairement ce support dans son déplacement ou rejoindre un autre support qui se déplace). Brève description des figures [0012] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : [0013] [fig.1] illustre schématiquement, dans une vue en perspective, une partie d'une chaîne de montage comprenant un exemple de réalisation d'un système de fixation selon l'invention, et [0014] [fig.2] illustre schématiquement, dans une vue en perspective, le couplage du système de fixation selon 1' invention à un support de la chaîne de montage de la figure 1. Description détaillée de l'invention 100151 L'invention a notamment pour but de proposer un système de fixation SF destiné à équiper une chaîne de montage CM afin de permettre la solidarisation automatisée d'écrans aérauliques aux faces externes de planchers PV de véhicules V en cours d'assemblage. 100161 Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que les véhicules V à assembler sont de type automobile. Il s'agit par exemple et comme illustré non limitativement de voitures. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule comportant un plancher sur la face externe duquel doit être solidarisé fixement au moins un écran aéraulique. Par conséquent, l'invention concerne au moins les véhicules terrestres, et notamment les véhicules automobiles, les véhicules utilitaires, les engins de voirie, les camions, les cars (ou bus), les engins agricoles et les engins de chantier, ainsi que certains bateaux et aéronefs. 100171 On a schématiquement représenté sur les figures 1 et 2 une petite partie d'une chaîne de montage CM comprenant un exemple de réalisation non limitatif d'un système de fixation SF selon l'invention. [0018] Comme illustré sur la figure 1, cette partie de la chaîne de montage CM comprend une structure à laquelle est suspendu, et par rapport à laquelle peut se déplacer suivant un trajet prédéfini, au moins un support (ou balancelle) SV destiné à supporter un véhicule V en cours d'assemblage. Cette structure comprend un portique comportant ici deux rails de guidage RG droit et gauche définissant le trajet prédéfini. Le support SV comprend ici deux bras avant et arrière droit BS1 incurvés vers l'intérieur et couplés par leurs extrémités supérieures au rail de guidage RG droit, et deux bras avant et arrière gauche BS2 incurvés vers l'intérieur et couplés par leurs extrémités supérieures au rail de guidage RG gauche. Les bras avant et arrière droit BS1 (respectivement gauche BS2) ont des extrémités inférieures opposées à leurs extrémités supérieures et solidarisées respectivement à deux extrémités opposées d'une poutre droite PS1 (respectivement gauche PS2). [0019] On notera que dans ce qui suit l'indice j associé à une référence (comme par exemple PSj ou BSj) désigne l'un des deux côtés droit et gauche (j = 1 désigne le côté droit et j = 2 désigne le côté gauche). [0020] On notera également, comme illustré sur la figure 1, que plusieurs (au moins deux) supports SV peuvent se déplacer avec leur véhicule V (en cours d'assemblage) par rapport aux rails de guidage RG. [0021] Chaque véhicule V à assembler comprend, au moment où il parvient dans la zone de la chaîne de montage CM comprenant le système de fixation SF selon l'invention, un plancher PV ayant une face externe à laquelle a été préalablement couplé dans une zone précédente, par exemple par clippage (éventuellement manuel), au moins un écran aéraulique à solidariser fixement. [0022] On entend ici par « face externe » la face du plancher PV qui est orientée vers l'extérieur du véhicule et donc opposée (ici) à l'habitacle délimité par une partie de la caisse. [0023] Cet (chaque) écran aéraulique comprend des trous traversants qui sont soit traversés par des boulons ou goujons solidarisés fixement au plancher PV et munis d'extrémités libres filetées sur lesquelles doivent être vissés respectivement des écrous de façon automatisée par le système de fixation SF selon l'invention, soit munis d'écrous clippés sur lesquels doivent être vissées respectivement des vis de façon automatisée par le système de fixation SF selon l'invention. [0024] Comme illustré sur les figures 1 et 2, un système de fixation SF, selon l'invention, comprend au moins un bras robotisé BRjk et au moins un calculateur CA. [0025] Le (chaque) bras robotisé BRjk comprend des première El et seconde E2 extrémités opposées entre elles. [0026] La première extrémité El est destinée à être couplée temporairement à un endroit prédéfini du support SV. [0027] La seconde extrémité E2 est munie d'une visseuse VB et d'une caméra CO. [0028] La visseuse VB est destinée à solidariser fixement l'écran aéraulique sur le plancher PV. Comme évoqué précédemment une visseuse VB peut être destinée à visser soit au moins un écrou sur au moins un boulon ou goujon traversant l'écran aéraulique, soit au moins une vis sur au moins un écrou préalablement clippé devant un trou traversant de l'écran aéraulique. Par conséquent, la tête d'une visseuse VB variera selon qu'elle devra visser des vis ou des écrous. [0029] La caméra CO est agencée de manière à acquérir des images sous cet écran aé- raulique (c'est-à-dire sous le véhicule V). Par exemple, la caméra CO peut être fixée sur la visseuse VB. [0030] Le (chaque) calculateur CA est agencé de manière à piloter le (un) bras robotisé BRjk en fonction des images qui sont acquises par sa caméra CO, afin de positionner sa visscuse VB là où elle doit réaliser son (chaque) vissage (c'est-à-dire dans l'axe d'un boulon (ou goujon) ou d'un écrou). [0031] On comprendra qu'une fois que chaque bras robotisé BRjk a été temporairement couplé au support SV pour une phase de vissage, la seconde extrémité E2 de chaque bras robotisé BRjk est déplacée vers un boulon (ou goujon) ou un écrou correspondant afin de positionner sa visseuse VB devant, et dans l'axe de, ce boulon (ou goujon) ou cet écrou afin de visser automatiquement dessus un écrou ou une vis. Cela permet très avantageusement de solidariser fixement, de façon totalement automatisée et donc sans intervention d'un technicien, au moins un écran aéraulique sur la face externe du plancher PV d'un véhicule V, alors même que ce dernier (V) est en train de se déplacer avec son support SV suivant le trajet prédéfini dans la chaîne de montage CM. [0032] On notera qu'un même bras robotisé BRjk peut être éventuellement chargé de visser successivement, pendant une même phase de vissage, plusieurs (au moins deux) écrous sur plusieurs (au moins deux) boulons traversant un même écran aéraulique, ou plusieurs (au moins deux) vis sur plusieurs (au moins deux) écrous clippés sur un même écran aéraulique. [0033] On notera également que le système de fixation SF peut comprendre au moins deux bras robotisés BRjk qui comportent chacun un calculateur CA de pilotage en complément de leur caméra CO et de leur visseuse VB. Ainsi, les déplacements de chaque bras robotisé BRjk sont contrôlés spécifiquement par le calculateur CA de ce dernier (BRjk). Par exemple, chaque calculateur CA peut faire partie de la caméra CO d'un bras robotisé BRjk et peut adresser des ordres ou commandes à chaque moteur électrique chargé de déplacer l'un des éléments de ce bras robotisé BRjk par rapport à un autre des éléments de ce dernier (BRjk). [0034] Comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, le système de fixation SF 6 peut comprendre au moins une monture MBj à laquelle est solidarisée fixement la première extrémité El d'au moins un bras robotisé BRjk. Dans ce cas, cette (chaque) monture MBj comprend une pièce de couplage PC qui est destinée à être solidarisée fixement et temporairement (pendant chaque phase de vissage) à une poutre PSj du support SV qui comporte l'endroit prédéfini où doit être couplé temporairement un bras robotisé BRjk. Cette pièce de couplage PC peut, par exemple, être une barre que l'on vient loger dans unc espèce de pince que comprend la poutre PSj correspondante et qui peut être placée de façon automatisée dans un état verrouillé (ou bridé) immobilisant la barre PC ou un état déverrouillé (ou débridé) dans laquelle la barre PC peut être déplacée par rapport à la poutre PSj. On comprendra que cette espèce de pince est installée sur la poutre PSj à l'endroit prédéfini (de couplage) et donc permet d'assurer un indexage très précis lors du bridage (ou couplage) de la monture MBj correspondante. [0035] On comprendra qu'au début de la phase de vissage la monture MBj est couplée à la poutre PSj correspondante via sa pièce de couplage PC, et à la fin de la phase de vissage cette monture MBj est découplée de cette poutre PSj afin que son support SV poursuive son trajet dans la chaîne de montage CM, et qu'elle puisse être couplée à une poutre PSj du support SV suivant qui supporte un autre véhicule V auquel doit être solidarisé un écran aéraulique. [0036] En présence de la dernière option, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, deux bras robotisés BRjk peuvent être solidarisés fixement à chaque monture MBj. Cela permet de réaliser en parallèle des vissages de l'écran aéraulique en deux endroits distants. Dans ce cas, un bras robotisé avant BRj i (k = 1) peut, par exemple, réaliser au moins un vissage d'un écrou sur un boulon (ou goujon) « avant », et un bras robotisé arrière BRj2 (k = 2) peut, par exemple, réaliser au moins un vissage d'une vis sur un écrou clippé « arrière ». En variante, les deux bras robotisés avant BRj1 (k = 1) et arrière BRj2 (k = 2) peuvent chacun réaliser au moins un vissage d'un écrou sur un boulon (ou goujon) avant ou alifère ou d'une vis sur un écrou clippé avant ou arrière. [0037] Egalement en présence de la dernière option, et comme illustré non lirnitativement sur les figures 1 et 2, le système de fixation SF peut comprendre deux montures MBj (j = 1 ou 2) destinées à être solidarisées fixement, temporairement et respectivement aux poutres droite PS1 et gauche PS2 du support SV qui comportent chacune un endroit prédéfini (de couplage). Cela permet de visser en parallèle des écrous ou des vis dans des parties droite et gauche de l'écran aéraulique. [0038] Egalement en présence de la dernière option, et bien que cela n'apparaisse pas sur les figures 1 et 2, chaque monture MBj peut être destinée à être installée sur, et déplacée par rapport à, un rail faisant partie de la chaîne de montage CM et installé à un niveau 7 inférieur à celui du support SV parallèlement à une partie du trajet prédéfini. Dans ce cas, chaque monture MBj peut, par exemple, être en permanence montée à coulissement sur son rail, et comprendre une sous-partie de couplage comportant sa pièce de couplage PC et pouvant être translatée verticalement. [0039] Ainsi, avant que ne débute une phase de vissage sur un véhicule V supporté par un support SV on commence par déplacer la monture MBj sur son rail (par exemple au moyen d'un moteur électrique), jusqu'à ce que sa partie de couplage PC (préalablement placée dans une position basse via sa sous-partie de couplage) soit précisément positionnée sous l'endroit prédéfini de la poutre PSj correspondante dc ce support SV. Puis, on synchronise les déplacements du support SV et de la monture MBj et on translate vers le haut la sous-partie de couplage afin de placer la pièce de couplage PC dans une position haute pour la verrouiller (ou brider) temporairement à cette poutre PSj. On peut alors déplacer les bras robotisés BRjk afin de réaliser les vissages. A la fin de la phase de vissage on déverrouille (ou débride) la pièce de couplage PC, puis on translate vers le bas sa sous-partie de couplage afin dc la placer dans sa position basse et ainsi découpler sa monture MBj dc la poutre PSj. [0040] Egalement en présence de la dernière option, un calculateur CA associé à un bras robotisé BRjk peut être agencé de manière à déterminer la position relative de la monture MBj associée à cc dernier (BRjk) par rapport à l'endroit prédéfini correspondant (ici situé sur la poutre PSj du support SV) par analyse des images acquises par la caméra CO de ce bras robotisé BRjk. Dans le même temps, ce calculateur CA contrôle le positionnement relatif de la monture MBj par rapport à cet endroit prédéfini en fonction de cette position relative déterminée, pour coupler la pièce de couplage PC de cette monture MBj à cet endroit prédéfini. Mais en variante on pourrait prévoir sur une monture MBj ou un bras robotisé BRjk une autre caméra et/ou un autre calculateur dédié(e)(s) au seul positionnement de la monture MBj par rapport à la poutre PSj. [0041] On notera également que chaque visseuse VB peut comprendre un mécanisme d'alimentation en écrou ou en vis qui est contrôlé par le calculateur CA qui est associé à son bras robotisé BRjk. Par exemple, un tel mécanisme d'alimentation peut être à air comprimé. Par ailleurs, ce mécanisme d'alimentation peut comprendre ou être couplé à un magasin stockant les écrous ou les vis à visser. Par exemple, chaque fois qu'un écrou ou vis a été vissé par une visseuse VB et que la monture MBj associée a été découplée (ou débridée) de la poutre PSj correspondante, le calculateur CA déclenche le réapprovisionnement en écrou ou en vis de cette visseuse VB, afin qu'elle soit de nouveau prête pour un prochain vissage. [0042] L'invention permet avantageusement de libérer deux techniciens pour d'autres tâches moins contraignantes au sein de la chaîne de montage CM, et de réduire la durée de chaque phase de vissage lorsque l'on utilise deux montures MBj équipées chacune de deux bras robotisés BRjk. 8 9