BE897551A

BE897551A - Systeme automatique d'assemblage et de soudage d'ensembles faconnes en toles metalliques.

Info

Publication number: BE897551A
Application number: BE0/211369A
Authority: BE
Original assignee: Rosa Gaetano Di
Priority date: 1982-09-02
Filing date: 1983-08-17
Publication date: 1984-02-17
Also published as: ES525276A0; GB8321516D0; DE3331469A1; ES8502896A1; SE8304311L; IT8223102A0; CA1215222A; DE3331469C2; SE457153B; JPS5964177A; FR2532576B1; FR2532576A1; US4659895A; IT1152517B; SE8304311D0; GB2126174A

Abstract

Système automatique d'assemblage et de soudage pour pièces en toles métalliques, en particulier pour carrosseries de véhicules automobiles, comprenant un dispositif de "levée et transport" caractérisé en ce qu'il comprend une structure de support à colonnes multiples pour la structure de soudage, ainsi que, de chaque coté de la chaine d'utilisation, un appareil qui est nouveau car il comprend à son tour différentss dispositifs conçus pour le déplacement vertical de plus d'une forme (de préférence trois formes), ces formes comportant des moyens pour assurer leur alternance grace à un mouvement du type dit "paternoster", ainsi que pour leur stockage.

Description


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  Gaetano DI ROSA 
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 pour : "Système automatique d'assemblage et de soudage d'ensembles façonnés en tôles métalliques" 

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 "Système automatique d'assemblage et de soudage   d'en-   sembles façonnés en tôles métalliques"
La présente invention prévoit un système automatique pour réaliser l'assemblage de divers éléments façonnés en tôles métalliques, et objets similaires, d'une construction en une seule pièce, comme par exemple et de préférence des carrosseries de véhicules à moteur, ou encore d'autres ensembles réalisés en tôles métalliques minces. 



   Le système comprend essentiellement :   (a)   une chaîne dite   de "levée   et   déplacement" qui   fait l'objet du brevet italien 67632   A/8l   du   11   mai   1981)   du demandeur, et qui permet un déplacement vertical et horizontal afin de permettre l'alternance de divers véhicules automobiles   ;     (b)   un poste de soudage, connu habituellement sous le nom de poste de soudage par points, complétant cette chaîne et agencé physiquement pour la surmonter   ;

       (c)   deux appareils absolument nouveaux, comprenant des dispositifs divers et installés de part et d'autre de ce poste de soudage par   points,   ces appareils étant conçus pour supporter, mettre en place ou stocker diverses formes en position verticale, de préférence trois par côté, afin de permettre la fabrication, dans chaque cas individuel, des divers types de carrosseries de véhicules   automo-   

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 biles, suivant les nécessités   ;     (d)   une installation de commande et de contrôle, complétée par des dispositifs d'actionnement, un circuit logique à relais ou un circuit logique programmable, qui sont bien connus en pratique. 



   On a suggéré que les formes incorporées dans chaque appareil du point   (c)   ci-dessus soient pourvues d'accessoires déjà connus en pratique, suivant le produit à assembler et capables de mettre en place et de serrer les pièces constituant la carrosserie du véhicule automobile. 



   La présente invention est plus particulièrement relative à un système automatique d'assemblage et de soudage de carrosseries de véhicules automobiles. 



   On peut également utiliser un tel système pour la fabrication de parties de ces carrosseries, ainsi que de diverses parties de véhicules, toutes ces pièces et parties étant réalisées en une tôle   métallique   mince et pouvant aller depuis des cabines pour camions jusqu'à des accessoires métalliques et autres. De ce fait, le système suivant l'invention constitue un système d'une grande importance technologique. 



   Des systèmes conçus pour atteindre un tel 
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 but, même s'ils sont limités principalement à des carrosseries de véhicules automobiles, sont déjà anciens en pratique. 



   En résumé, on peut dire que la technologie 
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 en question a passé au cours des années par les solutions suivantes qui sont encore d'une utilisation courante : 

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   (1)   opération avec un seul poste fixe, (2) opération avec le système dit"Gate-   line Il,    
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 (3) opération automatique avec des dispositifs multiples de soudage, (4) opération avec le système dit"Robot-   Gate".   



   La première solution implique un seul poste comprenant les formes et les machines de soudage, vers lesquelles on approche les pièces constitutives grace à des systèmes transporteurs, généralement du type aérien. 



   Cette solution est limitée car elle ne permet la fabrication que d'un type spécifique   fondamen-   tal et de quelques variantes de ce type. 



   La flexibilité   (c'est-à-dire   la possibilité de fabriquer plus d'un type fondamental dans la même période de temps) dans le cas de cette première solution ne peut être atteinte qu'en prévoyant plus d'un poste fixe comprenant des formes et des machines de soudage montées sous forme d'un banc, avec l'utilisation résultante de moyens considérables. 



   La seconde solution suppose, au lieu du poste unique ci-dessus, une chaîne d'assemblage se déplaçant continuellement, du type en carrousel (comme   al l'appelle parfois "Gate-line")   consistant en divers chariots espacés le long de la chaîne en carrousel, chacun de ces chariots comprenant des dispositifs pour supporter le chassis automobile ou la partie plane de la carrosserie, sur lequel on amène automatiquement par paire les formes latérales 

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 destinées à constituer les panneaux latéraux, que l'on rapproche grace à un système transporteur aérien "parallèle", synchronisée avec la chaîne en carrousel. 



   Cette seconde solution est flexible en ce sens qu'elle permet de travailler différents types de carrosseries de véhicules automobile, en permettant que les formes latérales puissent être de divers types et stockées au début de la chaîne sans nuire au procédé de fabrication. Toutefois, même cette solution présente des limitations en ce sens que le système de soudage prévu est habituellement manuel car il est difficile de l'automatiser à l'aide de 
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 robots et du fait que le nombre de formes indispensables est très élevé. 



  La troisième solution comprend des brides de soudage sur les formes et, par conséquent, elle n'utilise pas de robots. 



  Avec ce système, le procédé de soudage est déjà réalisé de façon totalement automatique, mais la flexibilité de la production manque totalement en considérant chaque unité de fabrication. Comme dans le cas de la première solution, pour atteindre une telle flexibilité, on doit adopter diverses unités montées sous forme d'un banc, avec tous les désavantages déjà mentionnés. 



   Enfin, la   quatrième   solution (appelée 
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 "Robot-Gate"), qui a fait récemment l'objet du brevet italien nO 67563 A/77 sous le nom de Weldesign of Nepote André & C. comprend un seul poste fixe dans lequel passent des formes latérales mobiles en direction longitudinale, afin de permettre de 

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 saS,fabriquer les différents types de carrosseries de véhicules automobiles. 



   Les systèmes de soudage sont incorporés dans le poste susdit dans le cas de cette solution. Pour des raisons signalées précédemment, cette solution diffère des précédentes en ce que, outre sa flexibilité, elle permet également un soudage par points en position fixe et un soudage automatique avec des robots. 



   Le demandeur connaît toutes les solutions précédentes et, après de nombreuses expériences, il a constaté que la quatrième solution implique des difficultés non négligeables du point de vue pratique, parce que,   d'uns   part, cette solution suppose qu'une zone pour le stockage des formes soit disponible, cette zone n'étant pas toujours présente dans les usines, et que, d'autre part, il est nécessaire de prévoir des postes qui sont tout juste des postes d'attente et qui, par conséquent, ne sont pas nécessaires pour le procédé de fabrication. 



   Le système suivant l'invention comprend des moyens déjà connus en pratique, à savoir :   (a)   un dispositif   de "levée   et déplacement", faisant l'objet du brevet italien 67632   A/8l   mentionné ci-dessus   ;     (b)   des dispositifs de soudage, tels que des robots, et   (c)   des dispositifs coopérant avec le processus de soudage, comme par exemple des dispositifs de centrage et de serrage, ainsi que :   (d)   une installation de commande électrique. 

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   Le système suivant la présente invention est nouveau pour les raisons suivantes :   (1)   en premier lieu, il est nouveau parce qu'il comprend également une structure de support à colonne multiple pour le poste de soudage, ainsi que, 
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 de chaque côté de la chaîne, un appareil comprenant à son tour différents dispositifs conçus pour déplacer, en direction verticale, plus d'une forme (de préférence trois), comportant des moyens prévus pour assurer une alternance à l'intervention d'un mouvement du type"paternoster", ainsi que pour leur stockage   ;

     (2) en second lieu, il est nouveau parce que chacun des deux appareils comprend principalement des moyens, tels que des chaînes, pour supporter et transférer verticalement les formes susdites, ainsi que pour leur transfert horizontal et leur stockage ultérieur, des moyens, tels que des roues et des guides, pour assurer le déplacement susdit de façon correcte, des tampons pour centrer les différentes formes en position de travail et enfin des axes et des unités de commande, ainsi que des fentes convenablement localisées, qui sont conçues pour 
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 permettre des opérations correctes de centrage et de serrage i (3) en troisième lieu, ce système est nouveau car, tel qu'il est conçu, il peut s'accommoder d'un seul poste (ou pas)

   de sorte que l'on peut arri- ver à des dimensions globales minimales sans qu'il faille prévoir des structures supérieures ou inférieures de support, localisées à l'extérieur du poste   ;   

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 (4) en quatrième lieu, ce système est nouveau parce qoe la disposition des formes dans les   appareils latéraux   se situe en direction verticale ou presque verticale,   c'est-à-dire   dans la direction de leur courte dimension, de sorte que, lorsque le système est en fonctionnement, l'alternance des différentes formes peut s'effectuer dans le temps le plus court possible   ;

     (5) en cinquième lieu, ce système est nouveau parce que, lorsqu'il   y   a trois formes ou plus dans ces appareils latéraux, leur disposition réciproque est telle que leur alternance (qui est possible dans l'un ou l'autre des deux sens de rotation) s'effectue toujours dans le temps le plus court pos- 
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 sible, puisque les formes stockées sont placées côte à côte :

  (6) en sixième lieu, le système est nouveau parce que le temps nécessaire, durant le fonctionnement de ce système, pour que l'alternance des formes les unes par rapport aux autres s'effectue au cours d'un temps mort correspondant au temps nécessaire, dans le cas du poste unique, au transfert d'une nouvelle carrosserie de véhicule automobile après l'enlèvement de la carrosserie précédente, de sorte 
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 qu'il n'y a pas de temps superflu dans le cycle de travail   (7)   en septième lieu, ce système est nouveau car sa dimension en direction verticale n'est pas plus élevée mais est similaire à celle des systèmes déjà connus, étant donné que le système suivant l'invention comprend, dans sa section supérieure, 

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 non seulement les robots et les panneaux de commande électrique,

   comme c'était le cas jusqu'à présent, mais également le stockage des formes   ;   (8) en huitième lieu, le système est nouveau parce qu'il utilise le dispositif dit   à "levée   et déplacement", protégé par un brevet du même demandeur, qui permet une simplification maximale des mouvements des dispositifs de centrage et de serrage pour la partie inférieure du véhicule automobile se trouvant dans le poste, sans qu'il faille recourir à des dispositifs auxiliaires, tels que des chariots ou des palettes. 



   Ces caractéristiques de conception et   d'au-   tres de moindre importance apparaîtront plus clairement de la description suivante donnée avec référence aux dessins annexés qui ne sont qu'un exemple de mise en oeuvre des principes de l'invention, sans limitation, en illustrant toutefois une forme de réalisation préférée du système envisagé. 
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  La Figure 1 est une vue en coupe transver- sale du système suivant l'invention pour l'assemblage et le soudage de la carrosserie de véhicule automobile, localisée au seul poste de travail prévu. 



   La Figure 2 est une vue latérale du système précédent. 



   La Figure 3 est une vue en plan équivalente avec une représentation schématique de la disposition des divers robots et dispositifs de soudage. 



   Les Figures 4, 4a, 4b et 4c montrent schématiquement les différentes phases de remplacement et d'alternance des formes, rendues possible par 

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 le système suivant l'invention, en partant depuis la position de travail et ensuite, graduellement, depuis cette position vers la position de libération des formes, vers le remplacement partiel (facultatif) d'une forme par une autre, et finalement vers un achèvement de l'opération. 



   Les Figures 5 et 5a sont des vues de détail du poste de travail, en coupe transversale et en élévation latérale, montrant l'application du dispositif   à "levée   et   déplacement" au   système suivant la présente invention. 



   Les Figures 6, 6a et 6b présentent des détails des dispositifs de commande et de centrage des formes. 



   Les Figures 7 et 7a sont des détails des dispositifs de serrage pour la partie inférieure de la carrosserie, montrant la possibilité de l'application à différents types de véhicules automobiles. 



   Comme on peut le voir sur les dessins, le système suivant l'invention comprend essentiellement, en tant que moyens nouveaux, de chaque côté de la chaîne, un appareil   10   comportant à son tour différents dispositifs. 



   Ces appareils   10   sont conçus pour déplacer dans la direction verticales, différentes formes   l2   (de préférence trois, comme indiqué par les lettres 
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 A, B et C sur le dessin), des moyens étant prévus pour leur alternance à l'intervention d'un déplacement du type"paternoster", ainsi que pour leur stockage. 



   Chaqun des appareils   10   comporte une structure   11   comportant des colonnes multiples de support 

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 pour le poste, reposant sur le sol. En considérant les différentes figures, on peut voir que, dans chaque appareil 10, on a ce qui suit : un système de transfert et de connexion en forme de chaîne pour les formes l2, des roues 20 et 2l pour guider et supporter le chassis 27, et un dispositif de coulissement l4 pour le chassis 27 de ces formes.

   On observera également que, dans chaque appareil 10 (voir la Figure 1 du côté droit) il y a des pignons dentés    13l5   pour les   chaînes 13,   ainsi que d'autres moyens inférieurs de guidage fixes   l7   pour permettre le déplacement correct du chassis 27 susdit, ainsi que 
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 des tampons ou des blocs l8, 23, 24 pour le centrage, en position de travail, des différentes formes   l2,   et finalement des arbres et des unités de commande 16, 19,   22.   



   De façon plus précise, le numéro de référence 22 désigne en fait un guide d'entrée pour le dispositif   10,   déterminant l'oscillation du chassis 
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 27 (ce qui est plus clairement visible sur la Figure 6a). 



   Finalement, les dessins (Figures 6, 6a et   6b)   complètent le système en prévoyant un verrouillage ou arrêt 25 commandé par un dispositif d'actionnement 26 
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 pour serrer la partie supérieure du châssis 27 au niveau du rouleau 20, le numéro de référence 28 désignant une unité de serrage du côté de la carrosserie, tandis que le numéro de référence 29 désigne une fente qui permet une liberté de déplacement du 
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 chassis 27 par rapport au dispositif de coulissement l4 et par rapport à la chaîne Toutes les parties énumérées ci-dessus sont 

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 l3.celles qui essentiellement constituent les appareils   10   qui forment l'essence même de l'invention, comme on   l'a   mentionné précédemment. 



   Outre ce qui précède, et principalement 
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 si on considère les Figures 1, 3, 5, Sa et 7, on a aussi illustré le dispositif   de "levée   et transport", qui, comme signalé   précédemment 1   a déjà été protégé par le demandeur, mais qui néanmoins est compris dans le système suivant la présente invention. Ce dispositif   de "levée   et   transport"com-   prend une chaîne 30 avec des moyens de support   3l,   des moyens de guidage et une unité oscillante 33 provoquant le déplacement vertical de ces moyens   3l.   



   Un dispositif 34 prévu pour serrer la partie inférieure de la carrosserie de véhicule automobile coopère avec ce dispositif   à "levée   et transport" (ce dispositif 34 étant visible sur les Figures   1,   7 et 7a). 



   Ce dispositif 34 comprend à son tour des moyens de serrage   35,   des dispositifs de coulissement 36 pour ces moyens 35, un dispositif d'actionnement du type à vis 37 pour le déplacement à coulissement susdit, et une unité de commande 38 pour le dispositif d'actionnement. Finalement, sur les dessins, le numéro de référence 39 désigne les robots de soudage latéraux, 40 désigne les robots de soudage avant,   4l   désigne une console oscillante qui permet la rotation de ces robots 40 sur cette console, 42 désigne les brides de soudage, et 43 désigne   l'en-   semble général de commande électrique ou électronique du système. 

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   Le fonctionnement du système suivant   l'in-   vention sera évident en considérant la description précédente, de sorte qu'il est considéré comme étant superflu de le décrire plus en détails, et ce afin d'éviter d'inutiles répétitions. 



   Il doit être entendu que la description précédente, comme on l'a déjà mis en évidence au cours de la description, n'est relative qu'à une forme préférée de réalisation suivant l'invention, dont de nombreuses variantes peuvent être envisagées par les spécialistes en ce domaine sans sortir pour autant du cadre du présent brevet.

Claims

REVENDICATIONS 1. Système automatique d'assemblage et de soudage pour pièces en tôles métalliques, en particulier pour carrosseries de véhicules automobiles, comprenant un dispositif de "levée et transport"faisant l'objet du brevet italien n 67632 A/8l du demandeur, ainsi que des robots et des accessoires coopérant avec le processus de soudage, par exemple des dispositifs de centrage et de serrage, ainsi qu'une installation de commande électrique, cet ensemble étant en outre caractérisé en ce qu'il comprend une structure de support à colonnes multiples pour la structure de soudage, ainsi que, de chaque côté de EMI14.1 la chaîne d'utilisation,

un appareil qui est nouveau car il comprend à son tour différents dispositifs conçus pour le déplacement vertical de plus d'une forme (de préférence trois formes), ces formes com- EMI14.2 portant des moyens pour assurer leur alternance grace à un mouvement du tpe ainsi que pour leur stockage.
2. Système automatique pour l'assemblage dit"paternoster",et le soudage de carrosseries de véhicules automobiles suivantb revendication l, caractérisé en ce que chacun des deux appareils susdits, prévus de part et d'autre de la chaîne, comprend principalement des moyens, tels que des chaînes, supportant et transférant verticalement les formes susdites, tout en assurant leur déplacement et leur stockage ultérieur, EMI14.3 ainsi que des roues et des moyens de guidage pour le déplacement correct susdit, des tampons ou arrêts pour le centrage des différentes formes en position <Desc/Clms Page number 15> de travail, et finalement des arbres et des unités de commande, ainsi que, en des points appropriés, des fentes pour permettre le centrage et le serrage corrects.
3. Système automatique d'assemblage et de soudage de carrosseries de véhicules automobiles suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est conçu de manière à s'accommoder d'un seul poste (ou pas) en ayant par conséquent des dimensions globales minimales, tout en n'exigeant pas de structures inférieures ou supérieures de support, localisées à l'extérieur du poste suivant l'invention.
4. Système automatique d'assemblage et de soudage de carrosseries de véhicules automobiles suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend la disposition des formes dans les appareils latéraux susdits, en direction verticale ou presque verticale, c'est-à-dire dans la direction de leur plus courte dimension, de sorte que, durant le fonctionnement de ce système, l'alternance de ces formes peut s'effectuer dans le temps le plus court possible.
5. Système automatique d'assemblage et de soudage de carrosseries de véhicules automobiles suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, carac- EMI15.1 térisé en ce que, lorsqu'il y a trois formes ou plus, celles-ci sont agencées mutuellement de telle manière que leur alternance soit possible dans l'un ou l'au- tre des deux sens de rotation et s'effectue toujours dans le temps le plus court possible, puisque ces <Desc/Clms Page number 16> EMI16.1 formes qui sont progressivement stockées sont placées côte à côte.
6. Système automatique d'assemblage et de soudage de carrosseries de véhicules automobiles suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il utilise, durant son fonctionnement, pour l'alternance des formes entre elles suivant les nécessités, le temps mort correspondant au temps de transfert vers le poste unique d'une nouvelle carrosserie de véhicule automobile après l'en- lèvement de la carrosserie précédente, de sorte qu' EMI16.2 il n'y a pas de temps superflu au cours du cycle de travail.
7. Système automatique d'assemblage et de soudage de carrosseries de véhicules automobiles suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étendue de ce système en direction verticale est semblable et non supérieure EMI16.3 à celle que l'on rencontre dans les systèmes déjà connus, puisque le système suivant l'invention comprend, dans sa section verticale, non seulement les robots et les panneaux de commande électrique, comme c'était le cas jusqu'à présent, mais également le stockage des formes.
8. Système automatique d'assemblage et de soudage de carrosseries de véhicules automobiles suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend et utilise, pour le déplacement de la carrosserie de véhicule automobile, le dispositif dit à "levée et transport" déjà protégé par le même demandeur, permettant une simplification <Desc/Clms Page number 17> maximale des déplacements des dispositifs de centrage et de serrage pour la partie inférieure de la carrosserie de véhicule automobile dans le poste susdit, sans qu'il faille avoir recours à des moyens auxiliaires, tels que des chariots ou des palettes.
9. Système automatique d'assemblage et de soudage de carrosseries de véhicules automobiles, tel que décrit ci-dessus et/ou tel qu'illustré par les dessins annexés.
10. Carrosseries de véhicules automobiles, obtenues grâce à l'utilisation d'un système automati- EMI17.1 que d'assemblage et de soudage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9.
11. Produits divers réalisés au départ de tôles métalliques minces et pouvant s'obtenir grâce à l'utilisation d'un système automatique d'assemblage EMI17.2 et de soudage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9.