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Description jointe à une demande de déposée par la société dite : COMAU S. p. A. ayant pour objet : Ensemble programmable de vissage de pièces sur des carrosseries de véhicules à moteur
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La présente invention concerne un ensemble programmable de vissage de diverses pièces mécaniques de véhicules à moteur sur les carrosseries correspondantes.
La caractéristique principale de l'ensemble selon l'invention repose sur le fait que l'ensemble comprend : un circuit de transporteur sans fin, plusieurs plates-formes qui peuvent être palettisées et mobiles le long du circuit du transporteur sans fin, chaque plate-forme recevant successivement les diverses pièces mécaniques d'un véhicule à moteur dans un premier tronçon du circuit, un dispositif de chargement d'une carrosserie respective de véhicule à moteur sur chaque plate-forme, à un poste de chargement placé à l'extrémité du premier tronçon du circuit à transporteur sans fin, au moins un poste de vissage placé en aval du poste de chargement et comprenant un dispositif programmable de vissage des diverses pièces mécaniques placées sur chaque plate-forme sur la carrosserie respective,
et un dispositif de déchargement de la carrosserie respective et des diverses pièces mécaniques vissées sur elle, de chaque plate-forme, à un poste de déchargement qui se trouve en aval du poste de vissage et en amont du premier tronçon du circuit du transporteur sans fin.
Dans le présent mémoire et dans les revendications
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qui suivent, l'expression"pièces mécaniques de véhicules à moteur" moteur et toutes les pièces désigne l'ensemblemécaniques (transmission, suspension, direction et analogue) du véhicule à moteur.
Selon une autre caractéristique de la présente invention, chaque plate-forme qui peut être palettisée a un dispositif de référence destiné à positionner les diverses pièces mécaniques et la carrosserie sur la plateforme, les dispositifs de référence pouvant prendre des positions différentes par rapport à la plate-forme afin qu'ils permettent à l'ensemble de fonctionner avec des carrosseries de différents types.
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Une autre caractéristique repose sur le fait que le dispositif programmable de vissage comporte au moins un robot de vissage ayant un mandrin de vissage d'axe vertical, et que chaque plate-forme a plusieurs accessoires de vissage d'axe vertical ayant chacun une extrémité inférieure dépassant sous la plate-forme et destinée à coopérer avec le mandrin de vissage du robot de vissage, et une extrémité supérieure dépassant au-dessus de la plate-forme et disposée afin qu'elle soit au contact d'un boulon correspondant afin qu'une pièce mécanique du véhicule soit fixée sur la carrosserie.
Le robot de vissage comporte une tête qui porte le mandrin de vissage et qui est mobile dans un plan horizontal au-dessous du plan de transport des plates-formes. De plus, l'ensemble comprend un dispositif à capteur destiné à détecter la position de la plate-forme lorsqu'elle est arrêtée au poste de vissage et à signaler la., position détectée à un dispositif électronique de commande du robot de vissage.
Le dispositif à capteur comporte avantageusement deux dispositifs à palpeur, espacés longitudinalement et fonctionnant en direction transversale, et un dispositif à palpeur fonctionnant en direction longitudinale, l'ensemble comprenant en outre un dispositif de manoeuvre destiné à placer les dispositifs à palpeur au contact de la plateforme lorsqu'elle est arrêtée au poste de vissage.
Dans un mode de réalisation avantageux d'ensemble selon l'invention, cet ensemble comporte deux postes de vissage placés l'un en aval de l'autre et ayant chacun une paire de robots de vissage.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le mandrin de vissage a un dispositif à palpeur destiné à venir au contact de l'extrémité inférieure de chaque ac-f : cessoire de vissage avant que le mandrin ne coopère avec son extrémité inférieure, le dispositif à palpeur étant disposé afin qu'il détecte tout écart de l'accessoire de vissage par rapport à sa position théorique et qu'il si-
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gnale cet écart au dispositif électronique de commande du robot.
Selon une autre caractéristique avantageuse, le dispositif à palpeur comporte quatre éléments allongés en forme de tuile creuse disposés afin qu'ils délimitent un corps tubulaire supporté par la tête du robot de vissage et entourant coaxialement le mandrin de vissage, chaque élément en forme de tuile étant articulé sur un axe tangentiel horizontal proche de son extrémité inférieure.
Une autre caractéristique de l'invention repose sur le fait que le dispositif de référence est monté sur une plate-forme auxiliaire supportée par la plate-forme qui peut être palettisée par des blocs coulissants hydrostatiques disposés afin qu'ils permettent le déplacement de la plate-forme auxiliaire dans diverses positions de travail correspondant aux différents types de carrosseries avec lesquelles l'ensemble est destiné à être utilisé.
En outre, le dispositif de référence peut à son tour être supporté sur la plate-forme auxiliaire par des blocs hydrostatiques coulissants afin qu'ils permettent le contact de la carrosserie supportée même lorsque la plateforme qui peut être palettisée est en position écartée de la position théorique.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une vue schématique en plan d'un mode de réalisation avantageux d'ensemble selon l'invention ; la figure 2 est une élévation latérale d'une plateforme qui peut être palettisée et qui fait partie de l'ensemble de la figure 1, les pièces mécaniques et la carrosserie d'un véhicule à moteur étant montées sur la plateforme ; les figures 3 et 4 représentent en plan et en élévation latérale, deux postes de vissage faisant partie de l'ensemble de la figure 1 ;
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la figure 5 est une coupe suivant la ligne v-v de la figure 3 ; la figure 6 est une coupe agrandie suivant la ligne VI-VI de la figure 5 ;
la figure 7 représente un détail de la figure 6, à plus grande échelle ; et la figure 8 est un schéma partiellement en plan de l'un des deux postes de raccordement représentés sur les figures 3 et 4.
La figure 1 est une vue schématique en plan d'un ensemble programmable destiné au vissage de diverses pièces mécaniques de véhicules à moteur sur les carrosseries respectives. Cet ensemble qui porte la référence générale 1, comprend un circuit 2 de transporteur sans fin et plusieurs plates-formes 3 qui peuvent être palettisées et qui sont mobiles le long de ce circuit (dans le sens contraire des aiguilles d'une montre sur la figure 1).
Chaque plate-forme 3 qui peut être palettisée re- çoit successivement les diverses pièces mécaniques du véhicule à moteur, dans un premier tronçon du circuit portant la référence générale 4. Les plates-formes 3 se déplacent lentement et de façon continue le long du tronçon 4 du circuit 2 et les divers organes mécaniques sont placés manuellement sur elles.
En aval du tronçon 4 du circuit du transporteur, un poste 5 de chargement est disposé et chaque plate-forme, avec les diverses pièces mécaniques (moteurs, suspensions, transmissions, directions et analogues) déjà placées sur elle, reçoit la carrosserie du véhicule sur laquelle les pièces mécaniques doivent être vissées.
Lorsque le chargement de la carrosserie est terminé, la plate-forme qui peut être palettisée est déplacée du poste 5 de chargement, parallèlement à elle-même, jusqu'à ce qu'elle atteigne un poste 6 placé au début d'un second tronçon 5 du circuit du transporteur sans fin, disposé parallèlement au premier tronçon 4 de ce circuit. Les plates-formes 3 se déplacent par intermittence sur le tron-
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çon 5 du circuit. e Deux postes de vissage 7, 8 sont placés en aval l'un de l'autre, afin qu'ils correspondent au second tron- çon 5 du circuit, et ils ont chacun, comme décrit plus en détail dans la suite du présent mémoire, deux robots programmables de vissage destinés à visser les diverses pièces mécaniques placées sur chaque plate-forme, sur la carrosserie respective.
A l'extrémité du second tronçon 5 du circuit 2 du transporteur, un poste 9 de déchargement est disposé de manière qu'une carrosserie correspondante de véhicule à moteur, à laquelle les diverses pièces mécaniques sont vissées, soit déchargée de chaque plate-forme.
Après l'opération de déchargement, la plate-forme se déplace du poste 9 de déchargement et parallèlement à elle-même jusqu'à ce qu'elle atteigne un poste 10 qui se trouve juste en amont du premier tronçon 4 du circuit du transporteur. La plate-forme est alors prête à un autre passage le long du circuit 2, au cours duquel elle reçoit une nouvelle série de pièces mécaniques et une carrosserie respective d'un véhicule à moteur.
La figure 2 représente schématiquement en élévation latérale une plate-forme 3 qui peut être palettisée et ayant les diverses pièces mécaniques du véhicule à moteur (par exemple, l'ensemble moteur 11 et la suspension arrière 12 à ressort à lames qui sont représentés schématiquement) et la carroserie (repérée par la référence 13) placées sur elle.
La plate-forme 3 qui peut être palettisée comporte des dispositifs 14 de référence destinés à assurer le positionnement précis sur eux des pièces mécaniques et de la carroserie 13. Ces dispositifs 14 de référence sont portés par des tourelles 15 qui sont supportées chacune sur sa surface respective de support, avec interposition de blocs coulissants hydrostatiques ou pneumatiques. Ainsi, chaque tourelle 15 est libre de se déplacer légèrement dans un plan horizontal afin que l'ajustement du dispositif 14 de référence dans les sièges correspondants de la carrosserie
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13 soit facilité, même lorsque la plate-forme s'arrête au poste 5 de chargement en position légèrement décalée par rapport à la position théorique.
En outre, dans le cas du dispositif 14 de référence destiné à coopérer avec la partie arrière de la carrosserie, les tourelles 15 sont supportées (avec interposition des blocs coulissants hydrostatiques ou pneumatiques) par une plate-forme auxiliaire 16 qui est elle-même supportée par des blocs coulissants hydrostatiques ou pneumatiques montés sur la plate-forme 3 qui peut être palettisée afin qu'elle puisse être déplacée entre la position de la figure 2 et une position plus écartée vers l'arrière. Grâce à cette caractéristique, la plate-forme qui peut être palettisée peut être disposée afin qu'elle reçoive des carrosseries de deux types différents, ayant des longueurs différentes.
Plus précisément, la plate-forme auxiliaire 16 est déplacée vers l'arrière (c'est-à-dire déplacée vers l'arrière sur la figure 2) lorsque la plate-forme 3 est destinée à recevoir une carrosserie d'un type plus long (représentée en trait interrompu sur la figure 2).
Les figures 3 et 4 représentent les deux postes 7,8 de vissage munis respectivement des deux paires de robots de vissage 17,18 et 19,20.
Chacun de ces robots de vissage comporte une tête 21 mobile dans un plan horizontal sous le plan de transport des plates-formes 3. Plus précisément, chaque robot comporte une tête 21 montée afin qu'elle puisse coulisser sur une traverse horizontale 22 disposée perpendiculairement à la direction longitudinale d'avance de la plate-forme, les extrémités de la traverse 22 pouvant elles-mêmes coulisser sur deux guides longitudinaux 23.
La figure 5 est une coupe d'une plate-forme 3 destinée à être palettisée et disposée au poste 7 de vissage.
Les deux bords latéraux de la plate-forme sont en appui sur deux chaînes 24 qui constituent les organes de transport du circuit et qui sont supportées par une structure fixe 25.
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Comme l'indiquent les figures 5 et 6, chaque tourelle 15 de la plate-forme 3 supporte un accessoire 26 de vissage qui peut tourner et qui a une extrémité inférieure 27 (voir figure 6) qui dépasse sous le plan de la plateforme 3 et est destinée à coopérer avec l'extrémité supérieure active d'un mandrin 28 de vissage d'axe vertical disposé sur la tête 21 de chacun des robots. L'extrémité supérieure de chaque accessoire 26 de vissage dépasse audessus des tourelles 15 et est destinée à coopérer avec un boulon correspondant afin que celui-ci soit entraîné en rotation et assure la fixation d'une pièce mécanique du véhicule à moteur sur la carrosserie.
On se réfère maintenant aux figures 5 et 8 qui indiquent que chacun des deux postes 7,8 de vissage comporte en outre un dispositif à capteur destiné à détecter la position prise par la plate-forme 3 lorsqu'elle s'est arrêtée au poste de vissage. Le dispositif à capteur comprend deux dispositifs 29 à palpeur distant longitudinalement et fonctionnant en direction transversale, et un dispositif à palpeur 30 fonctionnant en direction longitudinale. L'ensemble est muni de dispositifs de manoeuvre à commande hydraulique (l'un est repéré par la référence 31 sur la figure 5) destinés à placer les dispositifs 29, 30 à palpeurs au contact d'une paroi latérale et d'une paroi avant respectivement de la plate-forme 3 lorsqu'elle est arrêtée au poste de vissage.
Les dispositifs à palpeurs sont disposés afin qu'ils détectent la position de la plate-forme et qu'ils signalent la position détectée au dispositif électronique de commande du robot de vissage, si bien que tout écart de la plate-forme par rapport à la position théorique peut être prise en compte lors de l'attribution de coordonnées aux points auxquels le fonctionnement du robot de vissage est commandé.
Les deux robots de vissage 17,19 des deux postes 7,8 agissent exclusivement sur les boulons placés en position correspondant à la partie arrière de la carrosserie
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alors que les deux robots 18,20 agissent sur des boulons de la partie avant. En outre, chaque robot agit sur une zone séparée de la carrosserie. Toutes ces caractéristiques sont destinées à réduire le temps nécessaire aux diverses opérations de vissage par réduction au minimum des distances que doivent parcourir les têtes 21 des robots de vissage.
En outre, chaque robot de vissage assure d'abord une rotation initiale des divers boulons qu'il commande, et il met ensuite en oeuvre un nouveau cycle de rotation de ces boulons afin qu'il termine le serrage.
Chaque fois que le mandrin 28 de vissage d'un robot atteint la coordonnée d'un boulon, le mandrin est déplacé axialement vers le haut dans une première période afin qu'il vienne au contact de l'extrémité inférieure de l'accessoire correspondant 26 de vissage et déplace celui-ci axialement vers le haut de manière que son extrémité supérieure vienne au contact du boulon. Lorsque cette condition a été atteinte, le mandrin de vissage fait tourner l'accessoire 26, et en conséquence fait tourner le boulon. Les boulons sont évidemment disposés à la main dans leur position respective pendant la phase de montage préliminaire des diverses pièces mécaniques du véhicule à moteur.
On se réfère maintenant aux figures 5 et 7 qui indiquent que chaque mandrin 28 de vissage est muni d'un dispositif 32 à palpeur destiné à venir au contact de l'extrémité inférieure de chaque accessoire de vissage 26 avant que le mandrin 28 du robot soit au contact de cette extrémité inférieure. Le dispositif 32 à palpeur est disposé afin qu'il détecte tout écart de l'accessoire de vissage 28 par rapport à sa position théorique et qu'il signale cet écart au dispositif électronique de commande du robot de vissage qui corrige en conséquence la position du robot.
On se refère à la figure 7 qui représente le dispositif 32 à palpeur à plus grande échelle, ce dispositif comprenant quatre éléments allongés 33 en forme de tuile creuse disposés afin qu'ils délimitent un corps tubulaire
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0qui est supporté par un corps 34 monté sur la tête 21 du robot et qui entoure le mandrin 28 de vissage coaxialement à celui-ci (voir figure 6). Chaque élément 33 en forme de tuile est articulé sur le corps 34 autour d'un axe tangentiel horizontal 35.
La partie supérieure de chaque élément 33 est in- clinée vers l'extérieur si bien que le corps tubulaire délimité par les quatre éléments 33 a une extrémité supérieure de largeur croissante, facilitant ainsi l'ajustement de l'extrémité inférieure 27 de l'accessoire 26 de vissage dans le corps. Lorsque la tête 21 du robot de vissage est placée en position correspondant à l'accessoire 26 d'une manière telle que l'axe commun du mandrin 28 et du dispositif 32 à palpeur soit légèrement décalé par rapport à l'axe de l'accessoire 26 de vissage7 la remontée ultérieure du mandrin de vissage provoque un contact non axial de l'extrémité inférieure 27 de l'accessoire 26 dans l'extrémité supérieure du dispositif 32 à palpeur.
En conséquence, un ou plusieurs des éléments 33 pivotent autour de son articulation 35, signalant ainsi l'existence et l'importance de l'écart du mandrin de vissage par rapport à la position réelle de l'accessoire de vissage. Le dispositif électronique de commande du robot peut ensuite corriger la position.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention.