EP1207964B1

EP1207964B1 - Procede et station de changement de produit dans une installation de projection de produit de revetement

Info

Publication number: EP1207964B1
Application number: EP00958682A
Authority: EP
Inventors: Caryl Thome; Philippe Provenaz; Louis Sentis
Original assignee: Sames Technologies SAS
Current assignee: Sames Kremlin SAS
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 2000-08-11
Publication date: 2004-11-03
Anticipated expiration: 2020-08-11
Also published as: ES2230153T3; US6391392B1; TW526096B; PT1207964E; US6702893B2; FR2797788B1; BR0013587A; JP4431730B2; ATE281245T1; CN1371308A; FR2797788A1; KR100695867B1; US20020158149A1; CN1158143C; AU7012800A; US20020124799A1; DE60015569T2; EP1207964A1; JP2001129450A; WO2001015814A1

Description

L'invention a trait à un procédé et à une station de changement de produit dans une installation de projection de produit de revêtement.

Il est connu, par exemple de EP-A-0 274 322 d'utiliser un réservoir, monté à l'extrémité d'un bras d'un robot multi-axes, pour alimenter en produit de revêtement un projecteur supporté par ce bras, notamment dans le cas d'une installation de projection d'un produit de revêtement électriquement conducteur au moyen d'un projecteur d'un type électrostatique. Cet état de la technique prévoit d'utiliser un projecteur fixe sur le bras du robot et de le nettoyer et de le remplir en nouveau produit de revêtement en fonction des besoins. Selon une variante, le réservoir est monté de façon amovible sur le projecteur et plusieurs réservoirs sont utilisés en fonction du produit de revêtement choisi. Enfin, selon une seconde variante, deux réservoirs sont utilisés alternativement.

Dans tous les cas, il est nécessaire de nettoyer et d'amorcer en nouveau produit de revêtement le projecteur qui est monté à demeure sur le bras du robot. Ces opérations de rinçage et d'amorçage du projecteur sont relativement longues alors que l'intervalle de temps alloué au changement de produit de revêtement a tendance à diminuer. En effet, dans le cas d'une chaíne de production de véhicules automobiles, la tendance est à l'augmentation des cadences de production et donc des vitesses d'avance des convoyeurs, le changement de produit de revêtement étant effectué dans un intervalle de temps correspondant à l'espace séparant deux carrosseries de véhicule consécutives, le temps disponible étant d'autant plus réduit que la vitesse de convoyage augmente.

C'est à ces problèmes qu'entend répondre l'invention en proposant un nouveau procédé et une nouvelle station de changement de produit de revêtement qui permettent un changement rapide alors que la qualité du nettoyage effectué demeure optimale.

Dans cet esprit, l'invention concerne un procédé de changement de produit dans une installation de produit de revêtement, comprenant au moins un robot, apte à déplacer un premier projecteur et un premier réservoir associé en regard d'objets à revêtir, ce procédé comprenant une étape d'amenée de ce réservoir vers une zone adaptée d'une station de nettoyage/remplissage, caractérisé en ce qu'il consiste à :

séparer un sous-ensemble comprenant le premier réservoir et le premier projecteur par rapport au robot ;
solidariser avec ce robot un second sous-ensemble analogue comprenant un second réservoir et un second projecteur, ce second sous-ensemble étant apte à être utilisé pour la projection de produit de revêtement pendant le nettoyage et/ou remplissage du premier réservoir et du premier projecteur et
procéder au nettoyage et/ou au remplissage du premier réservoir et du premier projecteur dans cette zone.

Grâce à l'invention, on peut procéder au nettoyage et au remplissage en nouveau produit de revêtement du premier réservoir en temps masqué. On procède également, en temps masqué, au nettoyage du projecteur et à son amorçage avec le nouveau produit de revêtement, de telle sorte que les seules étapes du procédé de nettoyage/remplissage qui doivent être prises en compte dans le calcul de la durée du changement de produit sont les étapes de séparation du premier sous-ensemble et de solidarisation du second sous-ensemble sur le bras du robot. En d'autres termes, le temps qui était jusqu'à présent consommé pour le nettoyage du projecteur et son amorçage en nouveau produit de revêtement est maintenant disponible pour la projection au moyen du second sous-ensemble puisque ces opérations ont lieu en temps masqué, sur le premier sous-ensemble alors que le second sous-ensemble est en cours d'utilisation.

Selon un premier aspect avantageux de l'invention, le procédé consiste à alimenter le premier sous-ensemble en air, en produit de nettoyage et/ou en produit de revêtement dans la zone adaptée de la station nettoyage/remplissage, avant sa séparation d'avec le robot. Ainsi, certaines fonctions du projecteur et/ou du réservoir peuvent être conservées y compris lors de la séparation entre ce sous-ensemble et le robot.

Selon un autre aspect avantageux de l'invention, on alimente le sous-ensemble en air, en courant électrique, en produit de nettoyage et/ou en produit de revêtement au moyen de deux unités mobiles, une première unité étant raccordée au sous-ensemble avant sa séparation d'avec le robot alors qu'une seconde unité est raccordée au sous-ensemble après sa séparation d'avec le robot, à la place de la partie de connexion du robot.

En particulier, on peut prévoir d'alimenter en permanence le projecteur en air de formation d'un palier entre des pièces en mouvement relatif du projecteur, ce qui s'avère particulièrement avantageux dans le cas d'un projecteur rotatif, car l'alimentation continue du palier évite tout risque de serrage ou de grippage de ce palier.

L'invention concerne également une station de changement de produit dans une installation de projection de produit de revêtement qui permet de mettre en oeuvre le procédé tel que précédemment décrit. Cette station, qui comprend au moins deux zones de nettoyage/remplissage d'un réservoir, est caractérisée en ce que ces zones sont aptes à recevoir chacune un sous-ensemble formé d'un réservoir et d'un projecteur alors que ce sous-ensemble est désolidarisé du robot, des moyens étant prévus pour nettoyer et/ou remplir le réservoir et le projecteur dans chacune de ces zones.

Ainsi, le nettoyage et/ou le remplissage de chaque sous-ensemble peut avoir lieu en temps masqué, alors qu'un sous-ensemble analogue est en cours d'utilisation sur le robot.

Selon un premier aspect avantageux de l'invention, les moyens de nettoyage/remplissage du réservoir et du projecteur comprennent deux unités mobiles aptes à être raccordées indépendamment en deux zones de connexion du sous-ensemble, une première unité étant apte à être raccordée au sous-ensemble monté sur le robot alors que la seconde unité est apte à être raccordée au sous-ensemble à la place de la partie de connexion du robot. La première unité comprend avantageusement des moyens de raccordement entre une source d'air comprimé et un palier formé dans le projecteur, entre deux pièces en mouvement relatif. Ainsi, le palier peut être alimenté de façon permanente, ce qui évite les risques de grippage ou de serrage de ce palier.

En particulier, la seconde unité peut comporter un vérin dont la tige est apte à manoeuvrer un piston du réservoir, notamment pour la purge de ce réservoir.

Selon un autre aspect avantageux, la station comprend des moyens de verrouillage d'un sous-ensemble dans chacune des zones de nettoyage/remplissage, par rotation d'une bague entourant ce sous-ensemble, et apte à coopérer avec des reliefs de ce sous-ensemble pour le déplacer en rotation par rapport au robot. Cette bague est avantageusement commandée en déplacement, entre une position de verrouillage et une position de déverrouillage du sous-ensemble, par un vérin.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaítront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'une station de changement de produit et de son procédé de mise en oeuvre conformes à l'invention, 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 avec arrachements partiels de la station de changement de produit de l'installation de la figure 1 lors d'une première étape du procédé de l'invention ;
la figure 3 est une vue analogue de la figure 2 lors d'une seconde étape du procédé de l'invention ;
la figure 4 est une coupe selon le plan IV à la figure 3 ;
la figure 5 est une coupe analogue à la figure 4 lors d'une troisième étape du procédé de l'invention ;
la figure 6 est une vue analogue à la figure 2 lors d'une quatrième étape du procédé de l'invention ;
la figure 7 est une vue analogue à la figure 2 lors d'une cinquième étape du procédé de l'invention ;
la figure 8 est une vue analogue à la figure 2 lors d'une sixième étape du procédé de l'invention ;
la figure 9 est une vue analogue à la figure 2 lors d'une septième étape du procédé de l'invention ;
la figure 10 est une coupe selon le plan X à la figure 9 et
la figure 11 est une vue analogue à la figure 2 lors d'une huitième étape du procédé de l'invention.

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 multi-axes et comprend un châssis 4 mobile sur un guide 5 s'étendant parallèlement à la direction de convoyage X-X'. Un bras 6 est supporté par le châssis 4 et comprend plusieurs segments 6a, 6b et 6c articulés les uns par rapport aux autres. Le châssis 4 est également constitué de parties 4a et 4b articulées l'une par rapport à l'autre autour d'un axe Z sensiblement vertical.

Le segment 6c du bras 6 supporte un sous-ensemble 7 dans lequel sont prévus un réservoir 8 de produit de revêtement et un projecteur 9. Le projecteur 9 est du type électrostatique et rotatif et il porte un bol 9a destiné à être entraíné à haute vitesse par une turbine à air prévue dans le projecteur 9.

Lorsqu'une carrosserie de véhicule automobile 3 est en place 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 produit présent dans le réservoir 8 est adaptée à la surface à revêtir de la carrosserie 3.

Au terme du revêtement d'une 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/remplissage 10 située dans son voisinage, à l'intérieur de la cabine de projection.

Comme il apparaít plus clairement sur la figure 2, cette station 10 est pourvue de deux zones 11 et 12 de réception de sous-ensembles du type du 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 un réservoir 8' et un projecteur 9' analogues à ceux du sous-ensemble 7. Les sous-ensembles 7 et 7' pouvent être alternativement montés sur le segment 6c du bras 6, ainsi qu'il ressort des explications qui suivent.

Dans l'étape du procédé représenté à la figure 2, le bras 6 est dans une phase d'approche dans laquelle il amène le sous-ensemble 7 au-dessus de la zone 11 de la station 10. A partir de la position représentée à la figure 2, le bras 6 imprime au sous-ensemble 7 un mouvement vertical descendant représenté par la flèche F₁, ce qui permet d'amener le sous-ensemble 7 dans la zone 11 comme représenté à la figure 3.

Un vérin 13 permet de commander une tige 14 solidaire de deux biellettes 15 et 16 elles-même solidaires de couronnes 17 et 18 disposées respectivement autour des débouchés 11a et 12a des zones 11 et 12. En fait, les zones 11 et 12 sont formées par des réceptacles 11b et 12b, de forme intérieure adaptée à la forme externe des sous-ensemble 7 et 7', et qui sont reliés par des conduits d'évacuation 11c et 12c à une purge non représentée.

Le sous-ensemble 7 est monté sur le segment 6c du bras 6 grâce à une bague 7a susceptible d'un mouvement de rotation autour de l'axe X₁ du sous-ensemble 7.

Lorsque le sous-ensemble 7 est en place dans la zone 11, le vérin 13 est activé de telle sorte que la tige 14 est déplacée axialement comme représentée par la flèche F₂ à la figure 3, ce qui a pour effet d'entraíner les biellettes 15 et 16 et de faire tourner les couronnes 17 et 18 autour des axes X₁₁ et X₁₂ des zones 11 et 12. Les couronnes 17 et 18 sont pourvues, sur leurs faces internes respectives, de reliefs 17a et 18a. Ces reliefs sont aptes à coopérer avec des reliefs correspondants 7b et 7'b prévus sur les bagues 7a et 7'a des sous-ensembles 7 et 7' . Ainsi, la manoeuvre du vérin 13 permet de faire tourner la bague 7a du sous-ensemble 7 présent dans la zone 11 autour de l'axe X₁ et l'on prévoit que ceci permet de désolidariser le sous-ensemble 7 du bras 6 du robot 1.

On est alors dans la position de la figure 6 où le segment 6c du bras 6 est soulevé comme représenté par la flèche F₃, puis déplacé en direction de la zone 12 comme représenté par la flèche F₄, puis abaissé en direction du sous-ensemble 7' comme représenté par la flèche F₅. Il est alors possible de manoeuvrer à nouveau le vérin 13 pour imprimer à la couronne 18 un mouvement de rotation autour de l'axe X₃ comme représenté par la flèche F₆ à la figure 7 de telle sorte que la bague 7'a permet de verrouiller le sous-ensemble 7' sur le segment 6c du bras 6, le sous-ensemble 7' pouvant alors être utilisé par le robot 1 pour revêtir une nouvelle carrosserie après avoir quitté la station 10, comme représenté par la flèche F₇ à la figure 8.

Les faces supérieures 7c et 7'c des sous-ensembles 7 et 7' constituent en fait des plans de joint permettant le montage de ces sous-ensembles alternativement sur le bras 6 du robot 1. En particulier, des orifices 7d et 7'd de passage de fluide sont prévus, de même que des connecteurs électriques 7e et 7'e et, en partie centrale, un orifice 7f ou 7'f de passage d'une tige de manoeuvre d'un piston 8a du réservoir 8.

Comme il ressort de la figure 4, lorsque le sous-ensemble 7 est reçu dans la zone 11, et avant que ne soit manoeuvré le vérin 13, une unité 21, mobile radialement par rapport à l'axe X₁₁, est située à une distance d suffisante pour ne pas interférer avec le mouvement d'introduction du sous-ensemble 7 dans le réceptacle 11b. Cette unité 21 est ensuite déplacée par un vérin 22 comme représenté par la flèche F₈ à la figure 4, de telle sorte qu'elle vient se raccorder sur une zone de connexion 7g du sous-ensemble 7, comme représenté à la figure 5.

L'unité 21 est raccordée à un bloc de changement de produit de revêtement 23 par un conduit souple 24. L'unité 21 est également raccordée, par un conduit souple 25 à une source d'air comprimé non représentée et, par un conducteur 26, à une unité de commande électronique, également non représentée. Ainsi, lorsqu'elle est connectée sur la zone 7g du sous-ensemble 7 comme représenté à la figure 5, l'unité 21 permet d'alimenter le réservoir 8 et le projecteur 9 en produit de revêtement, en courant et en air. En particulier, un palier à air formé dans le projecteur 9 peut ainsi être alimenté avant que le segment 6c du bras 6 ne soit déconnecté du sous-ensemble 7, de telle sorte que ce palier à air est en permanence suffisamment "rigide" pour maintenir écartées les pièces en mouvement et éviter ainsi une interférence entre celles-ci.

Une seconde unité 27, analogue à l'unité 21, est prévue en regard de la zone 12.

Par ailleurs, la structure de la station 10 comprend un chariot 30 mobile selon une direction parallèle à un plan contenant les axes X₁₁ et X₁₂. Le chariot 30 est supporté par des rails 31 et 32 globalement horizontaux et porte un vérin 33 apte à déplacer verticalement, c'est-à-dire perpendiculairement au sens de déplacement du chariot 30, une platine 34 qui supporte elle-même un ensemble de connexion 35 comprenant des orifices 35d et des connecteurs 35e prévus pour coopérer avec les orifices 7d, 7d' et les connecteurs 7e et 7e' des sous-ensembles 7 et 7'. En fait, les éléments 35d et 35e sont disposés selon la même configuration que les éléments correspondants dans le segment 6c du bras 6. La platine 35 porte également un vérin 36 propre à actionner une tige 37 apte à pénétrer dans des orifices 7f ou 7'f d'un des sous-ensemble 7 et 7'.

Ainsi, lorsque le chariot 30 a été déplacé en direction de la zone 11 comme représenté par la flèche F₉ à la figure 9 et lorsque la platine 34 a été abaissée comme représentée par la flèche F₁₀ sur cette figure, les orifices 35d et les connecteurs 35e qui sont reliés, par un faisceau 38 de tuyaux et de câbles souples reçus dans un dérouleur 39, à des ensembles d'alimentation non représentés, permettent de commander le sous-ensemble 7 à la place du robot 1. En particulier, la tige 37 est apte à pénétrer dans le sous-ensemble 7 comme représenté à la figure 11 de façon à pousser le piston 8a du réservoir 8 afin de purger le réservoir.

Les opérations de nettoyage du réservoir 8 et du projecteur 9 peuvent avoir lieu selon une séquence pré-établie en particulier à travers l'unité 21, le contrôle des paramètres de fonctionnement du réservoir 8 et du projecteur 9 pouvant être effectué à travers l'ensemble de connexion 35, comme lorsque le sous-ensemble 7 est monté sur le robot 1. Par exemple, la vitesse de rotation d'une turbine du projecteur 9 peut être contrôlée au moyen d'un tachymètre.

Le remplissage du réservoir 8 a lieu par l'unité 21 car celle-ci est située au plus près de la partie inférieure du réservoir 8 dans la position de la figure 11, ce qui signifie que les conduits internes de la zone de connexion 7g sont courts. L'unité 21 permet également de nettoyer le projecteur 9, en faisant circuler dans celui-ci un produit de rinçage, puis de l'amorcer avec le nouveau produit de revêtement, en faisant circuler dans celui-ci une faible quantité du nouveau produit de revêtement qui est ensuite déversée dans le fond du réceptacle 11b et évacuée par le conduit 11c.

Lorsque ces opérations sont terminées, et comme représenté à la figure 11, l'ensemble de connexion 35 est désolidarisé du sous-ensemble 7, la platine 34 est soulevée comme représentée par la flèche F₁₁ et le chariot 30 est ramené vers une position médiane entre les zones 11 et 12 comme représentées par la flèche F₁₂, alors que le bras 6 du robot 1 ramène le sous-ensemble 7' vers la zone de réception 12 comme représenté avec la flèche F₁₃.

Compte tenu de ce qui précède, le temps disponible pour le nettoyage et le remplissage du réservoir 8 et du projecteur 9 compris dans le sous-ensemble 7 est inférieur ou égal au temps d'utilisation du sous-ensemble 7', soit environ 1 min dans le cas d'une installation de projection de produits de revêtement sur des carrosseries de véhicule au cours de défilement.

Ce temps est largement supérieur au temps habituellement disponible, de sorte que ces opérations de nettoyage, de remplissage du réservoir et d'amorçage du projecteur peuvent être effectuées avec le plus grand soin, alors que le changement de sous-ensemble tel qu'il est représenté aux figures 6 et 7, est particulièrement rapide, les cadences de production pouvant être augmentées en conséquence.

Claims

Procédé de changement de produit dans une installation de projection de produit de revêtement comprenant au moins un robot (1), apte à déplacer un premier projecteur (9) et un premier réservoir (8) associés en regard d'objets à revêtir (3), ledit procédé comprenant une étape d'amenée dudit premier réservoir vers une zone (11) adaptée d'une station (10) de nettoyage/remplissage, caractérisé en ce qu'il consiste à :

séparer un sous-ensemble (7) comprenant ledit premier réservoir (8) et ledit premier projecteur (9) par rapport audit robot ;

solidariser avec ledit robot, un second sous-ensemble (7') analogue comprenant un second réservoir (8') et un second projecteur (9'), ledit second sous-ensemble étant apte à être utilisé pour la projection de produit de revêtement pendant le nettoyage et/ou remplissage dudit premier réservoir et dudit premier projecteur, et

procéder au nettoyage et/ou remplissage dudit premier réservoir et dudit premier projecteur dans ladite zone (11).
Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à alimenter ledit premier sous-ensemble (7) en air, en produit de nettoyage et/ou en produit de revêtement, dans ladite zone (11) avant sa séparation d'avec ledit robot (1).
Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à alimenter ledit sous-ensemble (7) en air, en courant électrique, en produit de nettoyage et/ou en produit de revêtement, au moyen de deux unités mobiles (21, 35), une première unité (21) étant raccordée audit sous-ensemble avant sa séparation d'avec ledit robot (1) et une seconde unité étant raccordée audit sous-ensemble après sa séparation d'avec ledit robot, à la place de la partie de connexion (6c) dudit robot.
Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à alimenter en permanence ledit projecteur (9) en air de formation d'un palier entre des pièces en mouvement relatif du projecteur.
Station de changement de produit (10) dans une installation de projection de produit de revêtement, ladite installation comprenant au moins un robot (1), apte à déplacer un projecteur (9) et un réservoir (8) associés en regard d'objets à revêtir (3), ladite station comprenant au moins deux zones (11, 12) de nettoyage-remplissage dudit réservoir (8), caractérisée en ce que lesdites zones sont aptes à recevoir chacune un sous-ensemble (7, 7') formé d'un réservoir (8, 8') et d'un projecteur (9, 9') alors que ce sous-ensemble est désolidarisé dudit robot (1), des moyens (21, 27, 35) étant prévus pour nettoyer et/ou remplir ledit réservoir et ledit projecteur dans chacune desdites zones.
Station selon la revendication 5, caractérisée en ce que lesdits moyens comprennent deux unités mobiles (21, 27, 35) aptes à être raccordées indépendamment en deux zones de connexion dudit sous-ensemble (7), une première unité (21, 27) étant apte à être raccordée audit sous-ensemble monté sur ledit robot (1) alors qu'une seconde unité (35) est apte à être raccordée audit sous-ensemble à la place de la partie de connexion (6c) dudit robot.
Station selon la revendication 6, caractérisée en ce que ladite première unité (21, 27) comprend des moyens de raccordement entre une source d'air comprimé et un palier formé dans ledit projecteur (9) entre deux pièces en mouvement relatif.
Station selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que ladite seconde unité (35) porte un vérin (36) dont la tige (37) est apte à manoeuvrer un piston (8a) dudit réservoir (8), notamment pour la purge dudit réservoir.
Station selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de verrouillage d'un sous-ensemble dans chacune desdites zones par rotation d'une bague (17, 18) entourant ledit sous-ensemble (7, 7') et apte à coopérer avec des reliefs (7b, 7'b) dudit sous-ensemble pour entraíner ledit sous-ensemble en rotation (F₆) par rapport audit robot.
Station selon la revendication 9, caractérisée en ce que ladite bague (17, 18) est commandée en rotation, entre une position de verrouillage et une position de déverrouillage dudit sous-ensemble, par un vérin (13).