CA2382702A1

CA2382702A1 - Procede et dispositif de montage d'un sous-ensemble comprenant au moins un projecteur de produit de revetement sur une partie mobile d'un robot

Info

Publication number: CA2382702A1
Application number: CA002382702A
Authority: CA
Inventors: Louis Sentis; Caryl Thome; Philippe Provenaz
Original assignee: Individual
Current assignee: Sames Kremlin SAS
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 2000-08-11
Publication date: 2001-03-08
Also published as: FR2797789B1; JP4392148B2; JP2003508198A; CN1137791C; KR20020028223A; AU7012900A; BR0013588A; EP1207965A1; CN1374889A; DE60009308D1; WO2001015815A1; KR100695865B1; EP1207965B1; ES2214309T3; MXPA02001491A; DE60009308T2; US6349884B1; TW526097B; FR2797789A1; ATE262381T1

Abstract

Ce procédé consiste à: engager (F3) un support (30) solidaire de la partie mobile (6c) dans une bague (20) reliée dudit sous-ensemble (7); entraîner en rotation (F4) la bague (20) par rapport au support (30), en amenant des premiers reliefs (22) prévus à la périphérie de la bague en regard de second s reliefs (32) prévus à la périphérie du support et déplacer un plan de pose (34), relié à la partie mobile (6c), en direction dudit sous-ensemble jusqu' à ce que ledit plan de pose exerce un effort d'appui sur ledit sous-ensemble (7), ledit effort d'appui étant transmis à ladite bague, de telle sorte que lesdits premiers et seconds reliefs (22, 32) sont amenés en prise mutuelle. Le dispositif comprend une bague (20) reliée au sous-ensemble et pourvu de premiers reliefs (22) et un support (30), solidaire de la partie mobile (6c) et pourvu de seconds reliefs (32), alors qu'un plan de pose (34) porté par l a partie mobile est apte à être déplacé (F3) par rapport à ce support (30), le s premiers et seconds reliefs (22, 32) étant aptes à être amenés en prise mutuelle.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE MONTAGE D'UN SOUS-ENSEMBLE
COMPRENANT AU MOINS UN PROJECTEUR DE PRODUIT DE REVETEMENT
SUR UNE PARTIE MOBILE D'UN ROBOT
L'invention a trait à un procédé et à un dispositif de montage d'un sous-ensemble, comprenant au moins un projecteur de produit de revêtement, sur une partie mobile d'un robot.
Les installations automatiques de projection de produits de revêtement doivent être capables d'une grande flexibilité
afin de minimiser les investissements qu'elles induisent. Il existe aujourd'hui différents types de projecteurs de produit de revêtement, tels que les projecteurs rotatifs, les projecteurs pneumatiques et les projecteurs électro-pneumati quel. D'autre part, en fonction du type de produit de revêtement, qui peut être une peinture de base, un vernis, une peinture métallisée, une peinture à base de solvant ou hydrosoluble, la buse, le bol éventuel et l'éventuel système de charge électrostatique doivent être adaptés.
Dans les installations connues, un seul type de projec-teur est généralement prévu pour être utilisé. Ainsi, dans le cas d'une installation de revêtement de carrosseries de véhicules automobiles, il est connu d'équiper une cabine de revêtement avec un type de prof ecteurs pour sensiblement toute la durée de vie de la cabine . On pourrait envisager d' utiliser différentes cabines, comportant chacune un type de projecteurs dédié à un type d'application, mais ceci induirait des inves-tissements considérables qui ne pourraient être économiquement rentables.
C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un procédé et un dispositif qui permettent de monter de façon fiable et rapide un sous ensemble sur un robot et d'adapter, en cours de production, le type du projecteur utilisé au type d'application recherchée et/ou au type de produit à projeter.
Dans cet esprit, l'invention concerne un procédé de montage d'un sous-ensemble, comprenant au moins un projecteur de produit de revêtement, sur une partie mobile d'un robot

2 caractérisé en ce qu'il consiste à .
- engager un support solidaire de la partie mobile dans une bague reliée audit sous-ensemble ;
- entraîner en rotation cette bague par rapport à
ce support en amenant des premiers reliefs prévus à la périphérie de cette bague en regard de seconds reliefs prévus à la périphérie de ce support et - déplacer un plan de pose, relié à cette partie mobile, en direction de ce sous-ensemble, jusqu'à ce que ce plan de pose exerce un effort d'appui sur le sous-ensemble, cet effort d'appui étant transmis à la bague, de telle sorte que les premiers et seconds reliefs sont amenés en prise mutuelle.
Grâce à l'invention, la bague et le support constituent ensemble un système de verrouillage par rotation, analogue à
un système à baïonnette ou à un système dit "à quart de tour" , même si l'angle de rotation relatif de la bague par rapport au support n'est pas nécessairement de 90°. Le mouvement du plan de pose permet de rigidifier l'assemblage réalisé grâce à la bague et au support et également d'assurer l'étanchéité
de connexions fluidiques et/ou électriques réalisées à
l'interface entre le robot et le sous-ensemble considéré. Le procédé de l'invention induit uniquement un mouvement de rotation de la bague et un mouvement de déplacement longitudi-nal du plan de pose, qui peut être une translation, ces mouvements étant mécaniquement simples et pouvant être réalisés de façon particulièrement rapide, de telle sorte que le montage du sous-ensemble et son démontage peuvent être compatibles avec les cadences de production de l'industrie automobile.
Selon un aspect avantageux de l' invention, le déplacement du plan de pose est obtenu par l'alimentation en air sous pression d'un volume fermé défini entre le support et le plan de pose. Ce mode de commande en déplacement du piston permet d'obtenir une grande rapidité de mouvement et une force d'appui intense du plan de pose sur le sous-ensemble. Ainsi, l'effort de prise mutuelle des reliefs dépend de la pression d'alimentation de ce volume fermé.

3 L'invention concerne également un dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé tel que précédemment décrit et, plus spécifiquement, un dispositif qui comprend .
- une bague reliée au sous-ensemble et pourvue, à
sa périphérie, de premiers reliefs ;
- un support solidaire de la partie mobile et pourvu, à sa périphérie, de seconds reliefs ;
- un plan de pose, porté par la partie mobile et apte à être déplacé par rapport au support selon une direction globalement parallèle à un axe central de ce support ;
- les premiers et seconds reliefs étant aptes à être amenés en prise mutuelle lorsque la bague entoure le support, le plan de pose étant apte à exercer sur le sous-ensemble un effort de verrouillage de ces reliefs.
Selon des aspects avantageux de l'invention, les premiers et seconds reliefs comprennent des plots ménagés sur une surface radiale interne de la bague et sur une surface radiale externe du support et aptes à être alignés lorsque la bague est disposée autour du support. Dans ce cas, les surfaces, des plots destinées à venir en appui mutuel sont avantageusement pourvues de moyens de centrage respectifs, ces moyens de centrage pouvant comprendre un logement, prévu sur une des surfaces d'un des plots pour la réception d'un élément en saillie ménagé sur la surface correspondante d'un autre plot.
- Le plan de pose comprend des orifices de passage de fluide d'alimentation du projecteur, ces orifices étant aptes à être alignés avec des orifices correspondants du sous-ensemble, et/ou un connecteur électrique apte à coopérer avec un connecteur électrique prévu sur le sous-ensemble pour l'alimentation en courant du projecteur. Grâce au caractère mobile du plan de pose, une étanchéité satisfaisante est obtenue entre les orifices du plan de pose et ceux du sous-ensemble, alors que la liaison électrique réalisée grâce aux connecteurs est fiable et protégée de son environnement.
- Le plan de pose est pourvu d' un orifice de passage d'une tige de commande d'un piston d'un réservoir incorporé
dans le sous-ensemble pour l'alimentation en produit de revêtement du ou des projecteurs.

4 - Un volume fermé est défini entre le support et le plan de pose, ce volume fermé étant apte à être sélectivement relié à une source d'air sous pression, la valeur de la pression dans ce volume permettant de commander le déplacement du plan de pose.
- La bague est pourvue de reliefs aptes à coopérer avec des reliefs de formes correspondantes prévus sur une couronne de manoeuvre appartenant à une station de nettoyage/
remplissage du sous-ensemble pour la commande du déplacement en rotation de cette bague.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un dispositif de montage d'un sous-ensemble sur une partie mobile d'un robot et de son procédé de mise en oeuvre, donnée uniquement à titre d' exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels .
- la figure 1 est une représentation schématique de principe d'une installation de projection de produit de revêtement en cours de fonctionnement ;
- la figure 2 est une vue en perspective partielle, avec arrachements, d'une partie d'une station de nettoyage/-remplissage de l'installation de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue en perspective éclatée de l'extrémité du bras d'un robot de l'installation de la figure 1 et d'un sous-ensemble destiné à être monté sur ce robot ;
- la figure 4 est une coupe longitudinale des éléments de la figure 2 en cours de montage, et - la figure 5 est une vue analogue à la figure 4 lorsque les éléments sont montés.
A la figure 1, un automate ou robot 1 est disposé à
proximité d'un convoyeur 2 transportant des objets à revêtir, en l'occurrence des carrosseries 3 de véhicules automobiles.
Le robot 1 est du type mufti-axes et comprend un châssis 4 mobile sur un guide 5 s'étendant parallèlement à la direction de convoyage X-X'. Un bras 6 supporté par le châssis 4 comprend plusieurs segments 6a, 6b, 6ç articulés les uns par rapport aux autres. Le châssis 4 est également constitué de

5 PCT/FR00/02317 parties 4a et 4b articulées l' une par rapport à l' autre autour d'un axe Z-Z' sensiblement vertical. Le segment 6ç du bras 6 supporte un sous-ensemble 7 dans lequel sont prévus un réservoir 8 de produit de revêtement et un projecteur 9. Le 5 projecteur 9 est du type électrostatique et rotatif et il porte un bol 9a destiné à être entraîné à haute vitesse par une turbine à air intégrée dans le projecteur 9. Lorsqu'une carrosserie de véhicule 3 est en place ou défile au niveau du robot 1, le sous-ensemble 7 est déplacé en regard de la carrosserie et le projecteur 9 est activé afin de revêtir cette carrosserie avec le produit contenu dans le réservoir 8. La quantité de produits présente dans le réservoir 8 est adaptée à la surface à revêtir de la carrosserie 3.
Au terme du revêtement de la carrosserie, et alors qu' une seconde carrosserie est en cours de progression vers le robot 1, celui-ci est orienté vers une station de nettoyage/remplis sage 10 située dans son voisinage, à l'intérieur de la cabine de projection.
Comme il apparaît plus clairement à la figure 2, cette station 10 est pourvue de deux zones 11 et 12 de réception de sous-ensembles du type de sous-ensemble 7. Plus précisément, la zone 11 est vide et prête à accueillir le sous-ensemble 7 alors que la zone 12 contient un sous-ensemble analogue 7', qui comprend également un réservoir 8' et un projecteur 9', analogues à ceux du sous-ensemble 7. Les sous-ensembles 7 et 7' peuvent être alternativement montés sur le segment 6ç du bras 6.
Le sous-ensemble 7 est approché de la zone 11 et introduit dans celle-ci par un mouvement de descente du segment 6ç représenté par la flèche F1 à la figure 2. I1 traverse ainsi une couronne 13 délimitant l'orifice d'entrée lla de la zone 11. Une couronne analogue 14 est prévue au niveau supérieur de la zone 12.
Le sous-ensemble 7 porte une bague 20 dont la partie inférieure est pourvue d'encoches 21 qui sont prévues pour recevoir des nervures 15 façonnées sur la surface radiale interne 13a de la couronne 13.
Ainsi, lorsque l' un des sous-ensemble 7 ou 7' est disposé

6 dans une zone 11 ou 12, la coopération des éléments 15 et 21 permet de rendre solidaire en rotation la couronne 13 ou 14 et la bague 20 ou 20' de ce sous-ensemble.
Les couronnes 13 et 14 sont chacune solidaires d'une biellette 16 ou 17, ces biellettes étant reliées entre elles par une bielle 18 commandée par un vérin 19 d'entraînement selon un mouvement de translation, parallèle à son plus grand axe X18 et représenté par la flèche F2. Ainsi, le vérin 19 permet d'entraîner les bagues 20 et 20' des sous-ensembles 7 et 7' en rotation autour des axes centraux X11 et X12 des zones 11 et 12.
Comme il ressort plus clairement de la f figure 3 , la bague est pourvue, sur sa surface radiale interne 20a, de plots 22 spars par des zones libres 23.

15 Le segment 6 du bras 6 est quip d'un support 30, de forme globalement cylindrique et dont la surface radi ale externe 30a a un diamtre lgrement infrieur celui de la surface 20a.

Lors du montage et du dmontage d' un ensemble 7 ou 7' sur 20 le segment 6, les axes centraux X2o et X3o respectifs des lments 20 et 30 sont confondus.

La surface 30a est galement quipe de plots 32 dont la largeur est infrieure celle des zones 23.

Un plan de pose 24 est form en partie suprieure du sous-ensemble 7 et est pourvu d'orifices 25 de passage d' air ou d'autres fluides pour la commande du rservoir 8 et du projecteur 9 et pour le contrle de ces dispositifs. Un connecteur lectrique 26 est galement prvu pour l'alimen ta-tion en haute tension du projecteur 9.

Un plan de pose correspondant 34 est dfini dans la partie centrale du support 30 et comprend galement des orifices 35 de passage d'air et un connecteur lectrique 36 raccord une unit haute tension non reprsente.

Les orifices 25 et 35 d'une part et les connecteurs 26 et 36 d'autre part sont prvus pour tre aligns lorsque le sous-ensemble 7 est mont sur le segment 6.

Le montage d'un sous-ensemble 7 ou 7' sur le segment 6 a lieu alors que ce sous-ensemble est en place dans l'une des

7 zones de réception 11 ou 12 et que sa bague 20 est en appui sur l'une des couronnes 13 ou 14. Dans cette configuration, le support 30 est introduit dans la bague 20 comme représenté
par la flèche F3 à la figure 3, les plots 32 passant dans les zones 23, entre les plots 22 de la bague 20. Un mouvement de rotation représenté par la flèche F4 est alors imprimé à la bague 20 grâce à l'activation du vérin 19 qui entraîne la couronne 13 ou 14 et, par la même, la bague 20, ce qui a pour effet d' amener les plots 22 en regard des plots 32 . On est alors dans la configuration de la figure 4.
Dans cette configuration, les surfaces inférieures 22a des plots 22 dirigées vers le sous-ensemble 7 et les surfaces supérieures 32a des plots 32 dirigées vers le segment 6ç sont en regard les unes des autres.
Les surfaces 22a portent un ergot 27 faisant saillie en direction du plan de pose 24. Par ailleurs, les surfaces 32a sont chacune pourvues d' une encoche 37 de réception d' un ergot 27.
Ainsi, après le mouvement de rotation F4, un ergot 27 de chaque surface 22a est en regard d'une encoche 37 d'un plot 32, les éléments 27 et 37 étant chacun prévus dans la partie centrale des surfaces 22a et 32a.
Le plan de pose 34 est mobile selon la direction de l' axe X3o par rapport au support 30. En effet, un volume annulaire 38 est défini entre la surface interne du support 30 et la surface externe du plan de pose 34, ce volume 38 étant relié, par une ligne commandée non représentée, à une source d'air comprimé également non représentée.
Après la rotation F4, le volume 38 est mis sous pression, ce qui a pour effet de déplacer, en translation parallèle à
l'axe X3o et comme représentée par la flèche F5, le plan de pose 34 jusqu' à un appui ferme sur le plan de pose 24, de telle sorte que l'étanchéité des jonctions entre les orifices 25 et 35, d'une part, et entre les connecteurs 26 et 36, d' autre part, est réalisée de façon sûre alors que cet effort, représenté par la flèche F6 à la figure 5 a pour effet de plaquer les surfaces 22a sur les surfaces 32a et de faire pénétrer les ergots 27 dans les encoches 37, ce qui assure un

8 verrouillage mécanique efficace du sous-ensemble 7 sur le segment 6ç.
La coopération des ergots 27 et des encoches 37 permet d' obtenir, sous l' effet de l' ef fort F6, un blocage en rotation de la bague 20 et du support 30. En outre, en cas de perte de pression dans le volume 38, le dispositif d'actionnement du piston 8a maintient un effort axial sur la bague 20, ce qui assure, grâce aux éléments 27 et 37, un verrouilage mécanique efficace.
Le plan de pose 24 est également pourvu d'un orifice central 29 alors que le plan de pose 34 est prévu d'un orifice central 39 de même section interne dans lequel peut coulisser une tige 40 de commande de la position du piston 8a du réservoir 8. Ainsi, dans la configuration de la figure 5, il est possible de commander la position du piston 8a, en particulier pour l'alimentation de projecteur 9, grâce à la commande de la tige 40 qui peut être réalisée de façon précise au moyen d'un actionneur non représenté prévu dans le segment 6c.
Lors des opérations de montage et de démontage d' un sous-ensemble 7 sur le segment 6ç, la tige 40 est rétractée à
l'intérieur du sous-ensemble 6, comme représenté aux figures 3 et 4.
Lorsqu'il convient de désolidariser un sous-ensemble 7 par rapport au segment 6ç, par exemple lors de l' étape suivant celle représentée à la figure 2, la pression dans le volume 38 est ramenée à la pression atmosphérique, de telle sorte que l'effort FS est supprimé, la tige 40 étant rétractée.
Il est alors possible d'entraîner en rotation la bague 20 autour des axes XZO-X3o dans le sens de la flèche F4 ou dans le sens opposé, de façon à amener les plots 22 et 32 dans une configuration telle qu'ils ne se font plus face. Le segment 6ç peut alors être soulevé, par un mouvement inverse de celui représenté avec la flèche F3, et amené en regard du second sous-ensemble 7' qui peut être monté sur le segment 6ç comme indiqué précédemment.
Les éléments constitutifs du dispositif de l'invention sont réalisés en matière électriquement isolante, par exemple

9 en matière plastique appropriée. Ceci permet d'éviter les risques d'arcs électriques entre des parties portées à la haute tension, tels que le bol du projecteur et le contenu du réservoir dans le cas d'un projecteur du type électrostatique et d' un produit de revêtement hydrosoluble, d' une part, et des parties au potentiel de la terre, telles que le poignet du robot, d'autre part. Le dispositif est configuré de telle sorte qu'il ne comprend pas d'élément électriquement conduc-teur à proximité des parties à la haute tension.
L'invention permet donc un changement rapide de sous ensemble à l'extrémité du bras d'un robot mufti-axes, ce qui permet de peindre des carrosseries 3 avec une cadence élevée, le nettoyage du réservoir 8 et du projecteur 9 étant effectué
en temps masqué, pendant l'utilisation des éléments correspon dants 8' et 9' du sous-ensemble 7'.
L'invention a été représentée avec un robot mufti-axes et un sous-ensemble 7 comprenant un réservoir, elle est cependant applicable à tout type de robot et à tout type de sous-ensemble, qu'il intègre ou non un réservoir d'alimenta tion du ou des projecteurs considérés.
Selon des variantes de réalisation de l'invention, la bague 20 peut être montée libre en rotation autour du sous-ensemble 7. Le sous-ensemble peut comprendre deux ou plus de deux projecteurs qui peuvent être de tout type connu.
L' invention a été représentée avec un mouvement F3 d' introduc tion du support 30 dans la bague 20. Il serait également possible d' utiliser un mouvement inverse selon lequel la bague 20 serait déplacée pour être engagée autour du support 30.
Dans tous les cas, le support 30 est engagé dans la bague au sens de la présente invention.
Grâce à l'invention, il est possible de changer rapide-ment le sous-ensemble 7 monté sur le bras 6 d'un robot 1 et, en particulier, de changer de type de sous-ensemble, les sous-ensembles 7 et 7' n' étant pas forcément identiques . Ainsi, les caractéristiques du projeteur 9, du réservoir 8 ou du système de charge électrostatique associé peuvent-elles être adaptées en fonction de l'application recherchée.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de montage d'un, sous-ensemble (7-7') comprenant au moins un projecteur (9, 9') de produit de revêtement sur une partie mobile (6c) d'un robot (6), caractérisé en ce qu'il consiste à :
- engager (F3) un support (30) solidaire de ladite partie mobile dans une bague (20) reliée dudit sous-ensemble (7):
- entraîner en rotation (F4) ladite bague (20) par rapport audit support (30), en amenant des premiers reliefs (22) prévus à la périphérie de ladite bague en regard de seconds reliefs (32) prévus à la périphérie dudit support et - déplacer (F5) un plan de pose (34), relié à ladite partie mobile (6), en direction dudit sous-ensemble (7) jusqu'à ce que ledit plan de pose exerce un effort (F6) d'appui sur ledit sous-ensemble, ledit effort d'appui étant transmis à ladite bague, de telle sorte que lesdits premiers et seconds reliefs (22, 32) sont amenés en prise mutuelle.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déplacement (F5) dudit plan de pose est obtenu par l'alimentation en air sous pression d'un volume fermé (38) défini entre ledit support (30) et ledit plan de pose (34).

3. Dispositif de montage d'un sous-ensemble (7, 7') comprenant au moins un projecteur (9, 9') de produit de revêtement sur une partie mobile (6c) d'un robot (6), caractérisé en ce qu'il comprend :
- une bague (20) reliée audit sous-ensemble et pourvue, à sa périphérie, de premiers reliefs (22) ;
- un support (30) solidaire de ladite partie mobile (6c) et pourvu, à sa périphérie, de seconds reliefs (32) et - un plan de pose (34), porté par ladite partie mobile (6c) et apte à être déplacé (F5) par rapport audit support (30) selon une direction globalement parallèle à un axe central (X30) dudit support, - lesdits premiers et seconds reliefs (22, 32) étant aptes à être amenés en prise mutuelle lorsque ladite bague (20) entoure ledit support (30) , ledit plan de pose (34) étant apte à exercer, sur ledit sous-ensemble, un effort (F6) de verrouillage desdits reliefs.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits premiers et seconds reliefs comprennent des plots (22, 32) ménagés sur une surface radiale interne (20a) de ladite bague (20) et sur une surface radiale externe (30a) dudit support (30) et aptes à être alignés (F4) lorsque ladite bague (20) est disposée autour dudit support (30).

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les surfaces (22a, 32a) desdits plots destinées à venir en appui mutuel sont pourvues de moyens (27, 37) de centrage respectifs.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en, ce qu'au moins une surface (32a) d'un desdits plots (32) destinée à venir en appui contre sur surface correspondante (22a) d'un autre plot (22) est pourvue un logement (37) de réception d'un élément en saillie (27) ménagé sur ladite surface correspondante.

7. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que ledit plan de pose (34) comprend des orifices (35) de passage de fluide d'alimentation dudit projecteur (9), lesdits orifices étant aptes à être alignés avec des orifices correspondants (25) dudit sous-ensemble (7), et/ou un connecteur électrique (36), apte à coopérer avec un connecteur électrique (26) prévu sur ledit sous-ensemble pour l'alimentation en courant dudit projecteur.

8. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que ledit plan de pose (34) est pourvu d'un orifice (39) de passage d'une tige (40) de commande d'un piston (8a) d'un réservoir (8) incorporé dans ledit sous-ensemble (7) pour l'alimentation en produit de revêtement dudit un projecteur (9).

9. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce qu'un volume fermé (38) est défini entre ledit support (30) et ledit plan de pose (34), ledit volume étant apte à être sélectivement relié à une source d'air sous pression, la valeur de la pression dans ledit volume permet-tant de commander ledit plan de pose en déplacement (FS).

10. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que ladite bague (20) est pourvue de reliefs (21) aptes à coopérer avec des reliefs (15) de forme corres-pondante prévus sur une couronne (13, 14) de manoeuvre appartenant à une station (10) de nettoyage/remplissage dudit sous-ensemble (7) pour la commande du déplacement en rotation (F4) de ladite bague.