EP2134507A2 - Dispositif d'insertion et de sertissage de bague pour fixation a bague sertie sur une tige - Google Patents

Abstract

Un dispositif (5) d'insertion et de sertissage de bague sur une tige de fixation dans un trou comporte un robot (51), un système de contrôle et de commande (54) et un outil terminal (53) apte à sertir la bague sur la tige. L'outil terminal (53) comporte un dispositif de sertissage et un dispositif de mise en place de la bague solidaires d'un dispositif de positionnement fin par l'intermédiaire duquel l'outil terminal (53) est fixé à un élément d'extrémité (52) du robot (51). Un sous-ensemble d'insertion de bagues du dispositif de mise en place de la bague et un nez de sertissage du dispositif de sertissage sont mobiles sur l'outil terminal (53) pour être alternativement positionnés sur un axe d'une fixation à poser, sans mouvement commandé du robot (51) lorsque l'outil terminal (53) est préalablement prépositionné.

Description

DISPOSITIF D'INSERTION ET DE SERTISSAGE DE BAGUE POUR FIXATION A BAGUE SERTIE SUR UNE TIGE

La présente invention appartient au domaine des fixations comportant une tige sur laquelle est sertie une bague assurant le maintien de la fixation. Plus particulièrement l'invention concerne un dispositif pour mettre en place la bague et en réaliser le sertissage de manière automatique. Dans les assemblages de qualité devant supporter des efforts significatifs de façon durable, par exemple les assemblages des structures d'aéronef, il est connu de relativement longue date d'utiliser des fixations en deux parties comportant une tige sur laquelle est sertie une bague.

Un exemple d'une telle fixation est illustré sur la figure 1 une fois posée pour assembler, à titre d'illustration, deux tôles 16 et 17.

La fixation 1 comporte d'une part une tige 11 sensiblement cylindrique d'axe longitudinal 10 se terminant à une extrémité par une tête 12. A l'extrémité de la tige 11 opposée à la tête 12 la tige comporte sur une partie de sa longueur une série de gorges 13. La longueur totale de la tige est choisie en fonction de l'épaisseur des tôles assemblées de sorte que, lorsque la tige est mise en place dans un trou de fixation traversant les deux tôles et que la tête 12 de la tige 11 est en appui sur une face de la tôle 16 du côté de ladite tête, la longueur de la tige comportant les gorges 13 dépasse de la tôle 17 du côté opposé à la tête 12.

La fixation 1 comporte d'autre part une bague 15 qui est en appui sur la face libre de la tôle 17 et dont la matière épouse la forme des gorges 13 de sorte que la fixation maintienne fermement les deux tôles 16 et 17 l'une contre l'autre du fait de la traction exercée sur la tige 11 entre la tête 10 et la bague 15.

Une telle fixation est par exemple décrite dans le brevet US 2 531 048.

Pour réaliser la pose de ce type de fixation, il est généralement fait appel à un outil qui dans un premier temps exerce une traction sur la tige 1 1 , par exemple par l'intermédiaire d'une extension 18 de la tige du coté de l'extrémité opposée à la tête 12, en prenant un appui sur la face libre de la tôle 17 à proximité de la fixation 1 et qui dans un second temps sertit la bague 15 préalablement enfilée sur la tige 11 en comprimant radialement ladite bague, réalisée dans un matériau ductile, sur les gorges 13 pour que le matériau de la bague épouse les formes des gorges. Dans un troisième temps la traction sur ia tige 11 est relâchée et l'outil est retiré. Le plus souvent cette étape est accompagnée de la rupture de l'extension 18 de la tige au niveau d'une zone de rupture calibrée 19, ladite extension n'ayant plus d'utilité lorsque la fixation est en place.

Comme il ressort de la description de ce processus, la pose d'une fixation nécessite donc plusieurs opérations successives.

Lorsque le trou dans lequel la fixation doit être mise en place est réalisé, il est nécessaire de :

• placer la tige 11 dans le trou par une face de l'assemblage ;

• enfiler la bague 15 sur la tige du côté de l'autre face de l'assemblage ;

• mettre en place l'outil de sertissage ;

• réaliser le sertissage de Ia bague 15 en exerçant Ia traction sur l'extension 18 de la tige 11 ;

• retirer l'outil. Lorsque cette séquence doit être réalisée de nombreuses fois, plusieurs centaines ou plusieurs milliers de fois, comme par exemple lors de l'assemblage de structures complexes comme les structures des aéronefs, toute diminution du temps de réalisation d'un cycle de pose s'avère particulièrement important pour diminuer les temps d'assemblage et les coûts inhérents. Bien évidemment réduire les temps de réalisation d'un cycle de pose d'une fixation, c'est à dire le positionnement des outils et la mise en place de la fixation elle-même, ne peut pas être réalisé au détriment de Ia qualité des assemblages.

La présente invention propose un dispositif performant pour placer une bague de sertissage et sertir ladite bague de manière automatique au moyen d'un robot porteur d'un outil terminal.

Le dispositif pour insérer et sertir une bague sur une tige d'une fixation préalablement insérée dans un trou comporte un robot, un système de contrôle et de commande et un outil terminal. L'outil terminal comporte lui-même un dispositif de sertissage et un dispositif de mise en place de la bague solidaires d'un dispositif de positionnement fin par l'intermédiaire duquel l'outil terminal est fixé à un élément d'extrémité du robot. Afin de réaliser le sertissage avec le minimum d'opérations, au moins un sous-ensemble d'insertion de bagues du dispositif de mise en place de la bague et un nez de sertissage du dispositif de sertissage sont mobiles sur l'outil terminal pour être alternativement positionnés sur un axe d'une fixation à poser. Ce positionnement alternatif du sous-ensemble d'insertion ou du nez de sertissage est réalisé, lorsque l'outil terminal est préalablement prépositionné, sans mouvement commandé du robot.

De préférence, pour réaliser le changement entre le sous-ensemble d'insertion et le nez de sertissage au moyen d'un déplacement constant, la position relative entre un axe d'une sortie d'un canal de transport des bagues du sous-ensemble d'insertion et un axe du nez de sertissage, les dits axes étant sensiblement parallèles à l'axe de la tige de la fixation lorsque l'outil terminal est en position pour placer et sertir une bague, est sensiblement constante.

Avantageusement le dispositif de positionnement fin comporte une table motorisée de translation suivant trois axes X, Y et Z sensiblement orthogonaux entre eux, l'axe Z étant orienté sensiblement parallèle à l'axe du nez de sertissage et ledit dispositif de positionnement fin est apte à positionner alternativement sur l'axe d'une fixation à poser d'une part le sous-ensemble d'insertion de bagues du dispositif de mise en place de la bague et d'autre part le nez de sertissage du dispositif de sertissage par le seul déplacement suivant les directions X et ou Y du dispositif de positionnement fin sans mouvement commandé du robot.

Pour compenser les erreurs de positionnement de l'outil terminal liées à la précision du robot et aux tolérances de fabrication, un système de repositionnement du dispositif de mise en place de la bague est utilisé. Ce système de repositionnement mesure un écart entre la position du trou de la fixation et l'axe de la sortie du canal de transport des bagues et modifie la position du dispositif de mise en place de la bague pour réduire la valeur de l'écart en dessous d'une valeur seuil. Avantageusement l'écart mesuré est réduit au moyen d'actionneurs agissant sur les mouvements suivant les directions X et ou Y du dispositif de positionnement fin.

L'écart, par exemple l'écart entre la position du trou de la fixation et l'axe de la sortie du canal de transport des bagues, est avantageusement mesuré au moyen d'au moins une caméra dont l'image est analysée pour déterminer ledit écart.

La caméra donne de préférence une image du trou de la fixation dans un repère fixe par rapport à l'axe de la sortie du canal de transport des bagues par exemple en observant le trou de la fixation à poser au moyen de la caméra suivant l'axe de la sortie du canal de transport des bagues.

Dans une forme particulière de réalisation de l'invention, qui permet d'éviter de manière plus simple que l'outil terminal ne soit gêné par des obstacles de structure, en particulier en raison des mouvements liés au changement de position du dispositif de mise en place de la bague et du nez de sertissage, le dispositif de mise en place de la bague comporte deux sous-ensembles d'insertion de bague agencés sensiblement symétriquement par rapport au nez de sertissage, le sous-ensemble d'insertion utilisé pour une fixation étant alors sélectionné en fonction de la position de l'obstacle. Afin qu'une bague insérée sur une tige de fixation soit maintenue en place avant sertissage quelle que soit l'orientation de la tige pendant que le sous- ensemble d'insertion de bague est dégagé pour permettre la mise en place du nez de sertissage, le dispositif comporte au moins un arrêtoir qui comporte lui- même au moins une position dans laquelle une bague est maintenue sur la tige de la fixation lorsque le dispositif de mise en place de la bague est retiré de la position d'insertion de bague.

Pour gérer les situations dans lesquelles l'outil terminal doit être placé dans une position particulière ou doit sélectionner un des sous-ensembles d'insertion de bagues plutôt que l'autre, le système de contrôle et de commande comporte une base de donnée donnant la position et l'orientation dans un repère de référence des fixations à poser et pour chaque fixation une information caractéristique de la direction et de la distance d'un obstacle de structure le plus proche de la fixation. L'invention concerne également un procédé de pose d'une fixation pour la mise en œuvre duquel le dispositif est particulièrement adapté.

Suivant le procédé, la pose d'une fixation comportant une bague à sertir au moyen d'un robot, ledit procédé comporte les étapes de : - prépositionner par des premiers moyens de positionnement un outil de sertissage, comportant des seconds moyens de positionnement fins, et comportant un nez de sertissage et au moins un sous-ensemble d'insertion de bague solidaires des seconds moyens de positionnement fins, par rapport à un trou dans lequel doit être placée Ia fixation ; - positionner suivant un axe prévu pour le nez de sertissage le sous- ensemble d'insertion de bague par action sur les moyens de positionnement fins ;

- corriger par action sur les seconds moyens de positionnement fins Ia position du sous-ensemble d'insertion pour amener un axe dudit sous- ensemble sensiblement en coïncidence avec un axe du trou dans lequel doit être placée la fixation ;

- insérer, après mise en place d'une tige de la fixation dans le trou, la bague sur la tige de la fixation au moyen du sous ensemble d'insertion de bague ; - décaler par action sur les seconds moyens de positionnement fins l'ensemble nez de sertissage et sous-ensemble d'insertion de bagues afin de positionner un axe du nez de sertissage à la place de l'axe du sous- ensemble d'insertion de bagues ;

- sertir la bague sur la tige de la fixation au moyen du nez de sertissage. Avantageusement Ia bague de sertissage est bloquée sur la tige de la fixation lorsque le sous-ensemble d'insertion de bagues est décalé pour la mise place du nez de sertissage.

La description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention est faite en référence aux figures qui représentent schématiquement :

Figure 1 : déjà citée, une fixation connue utilisée dans le dispositif de l'invention ; Figure 2 : vue d'ensemble du dispositif suivant l'invention ; Figure 3a : un outil terminal de pose et de sertissage de bague suivant l'invention ; Figure 3b : un détail de l'outil terminal montrant la fixation en position de sertissage, les pièces assemblée ne sont pas représentées ; Figure 4 : un détail de l'outil terminal dans une situation de mise en place de bague de sertissage ; Figures 5a et 5b : détail d'un dispositif de mise en place et de maintien en position de bagues.

Un dispositif 5 de mise en place et de sertissage de bagues illustré sur la figure 2 comporte d'une part un robot 51 apte à placer et à orienter, dans au moins un volume déterminé de l'espace, une extrémité 52 d'un bras porteur d'un outil terminal 53 de pose et de sertissage de bagues.

Le dispositif comporte également un système 54 de commande et de contrôle tel qu'un automate programmable qui permet de commander les mouvements du robot 51 et de l'outil terminal 53.

Le robot 51 est de préférence un robot anthropométrique qui permet de réaliser de nombreux mouvements dans un volume donné et ainsi est en mesure d'être utilisé pour diverses configurations d'éléments à assembler. Les capacités de mouvements du robot 51 sont choisies en fonction des formes et des dimensions des éléments à assembler. D'autres formes de robots porteurs de l'outil terminal sont possibles tel que par exemple un dispositif porteur mobile sur un système de guidage linéaire ou courbe adapté à la forme des éléments à assembler. L'outil terminal 53 illustré sur la figure 3a regroupe trois parties principales :

1 - un dispositif 4 de positionnement fin ; 2- un dispositif 2 de mise en place de bagues 15 ; 3 - un dispositif 3 de sertissage des bagues. Le dispositif 4 de positionnement fin comporte essentiellement une table motorisée de translations suivant trois axes principaux sensiblement orthogonaux entre eux. Les trois axes correspondent à un premier axe dit axe Z, orienté suivant un axe 10 d'une fixation 1 à sertir lorsque l'outil terminal 53 est en position de sertissage de ladite fixation 1 , et à des deuxième et troisième axes dits axe Y et axe X sensiblement perpendiculaires à l'axe Z et sensiblement perpendiculaires entres eux.

Le dispositif 4 de positionnement fin est fixé par une de ses faces à l'extrémité 52 d'un bras du robot porteur 51 et maintien sur une autre de ses faces les moyens de positionnement 2 et de sertissage 3 des bagues, de telle sorte que les dits moyens de positionnement et de sertissage des bagues puissent être déplacés précisément par rapport à l'extrémité 52 du bras porteur suivant les trois axes X, Y et Z. Le dispositif 2 de mise en place des bagues 15 de sertissage comporte, dans l'exemple de réalisation présenté sur les figures 3a, 3b et 4, deux sous- ensembles 21 a, 21b d'insertion de bagues, similaires, aptes chacun à mettre en place des bagues.

Les deux sous-ensembles 21a et 21b sont agencés de manière sensiblement symétrique de part et d'autre d'un nez de sertissage 32 suivant la direction correspondant au déplacement suivant l'axe X de la table de translation.

La description détaillée d'un sous-ensemble 21a, 21 b est faite pour un premier sous-ensemble 21a, étant considéré que le second sous-ensemble 21b est de constitution similaire afin de remplir les mêmes fonctions. Le premier sous-ensemble 21a comporte un canal 22a d'arrivée des bagues. Le diamètre intérieur dudit canal est sensiblement supérieur au diamètre extérieur des bagues devant être acheminées dans le canal de telle sorte que les dites bagues soient guidées en coulissant dans le canal et en restant coaxiales avec le canal. Le canal 22a comporte une ouverture de sortie 24a suivant un axe 241a, orienté sensiblement parallèle à l'axe Z et un coude 242a dans lequel est agencé une lumière 26a, dans la paroi du canal 22a, lumière qui coïncide avec l'axe 241a.

Une caméra 27a apte à donner des images en temps réel, par exemple une caméra vidéo, d'axe optique 271a, est agencée sur le sous-ensemble 21a de telle sorte que l'axe optique de Ia caméra se confonde dans la zone de l'ouverture de sortie 24a avec l'axe 241 a. La caméra 27a donne alors une image de Ia zone située dans l'axe de l'ouverture de sortie 24a, c'est à dire une image de la zone dans laquelle doit être placée une fixation lorsque l'outil terminal 53 est placé pour mettre en place une bague 15 sur une tige 11 de fixation.

Lorsque la caméra 27a n'est pas installée directement sur l'axe 241a, en raison par exemple de ses dimensions, un dispositif de renvoi d'image tel qu'un miroir 272a, permet de déporter la caméra 27a comme illustré sur la figure 4.

Suivant un agencement similaire, le second sous-ensemble 21 b comporte un canal 22b, une ouverture 24b dudit canal suivant un axe 241 b, un coude 242b dudit canal au niveau duquel est agencé une lumière 26b, une caméra 27b d'axe optique 271b et le cas échéant un miroir de renvoi 272b. Dans une variante non représentée de réalisation de la partie optique du dispositif 3 de sertissage des bagues, une seule caméra est mise en oeuvre et un dispositif de commutation, par exemple un miroir à deux positions ou un dispositif à obturateur, est utilisé pour orienter l'axe optique de la caméra alternativement vers l'une ou l'autre des ouvertures de sortie 24a, 24b. Avantageusement, le dispositif comporte également des moyens d'éclairage, non représenté, de la zone située dans l'axe des ouvertures de sortie 24a, 24b, pour obtenir des images produites par les caméras 27a, 27b, de bonnes qualités, essentiellement avec un contraste élevé.

Le canal 22a est en outre raccordé, par exemple au moyen d'un tuyau 23a, avantageusement un tuyau souple compte tenu des mouvements possibles du robot 51 , à un dispositif d'approvisionnement en bagues de sertissage. Un tel dispositif, non représenté, consiste par exemple en un chargeur ou de préférence en un dispositif d'alimentation en continu au moyen par exemple d'un pot vibrant, les bagues de sertissage étant poussées dans le tuyau 23a et le canal 22a par de l'air comprimé. Le second sous-ensemble 21b est alimenté en bagues de manière similaire par le même dispositif d'approvisionnement que celui utilisé pour le premier sous-ensemble 21a ou bien par un second dispositif d'approvisionnement similaire.

Le dispositif 3 de sertissage comporte le nez de sertissage 32, un actionneur 31 de traction sur ledit nez de sertissage et une semelle d'appui 33, apte à exercer sur les éléments à assembler une force opposée à la force de traction sur la tige 11 de la fixation pendant l'opération de mise en place de la fixation, ayant une forme de fourche dans l'ouverture de laquelle passe le nez de sertissage lors d'une opération de sertissage de bague.

L'actionneur 31 de traction et le nez de sertissage 32 sont similaires à ceux mis en oeuvre dans les dispositifs connus pour le sertissage de bagues.

La semelle d'appui 33 est solidaire de l'élément terminal 52 du robot 51 de sorte que la position du nez de sertissage et la position du dispositif 2 de mise en place des bagues puissent être modifiées au moyen du dispositif 4 de positionnement fin par rapport à Ia semelle d'appui.

En outre un dispositif d'arrêt est agencé dans la semelle d'appui 33 à proximité des ouvertures de sortie 24a, 24b, lorsque lesdites ouvertures sont dans une position de piacement d'une bague de sertissage 15.

Comme illustré sur [es figures 5a et 5b sur un côté de la semelle d'appui 33 ie dispositif d'arrêt 28a comporte par exemple un bras 281a, mu par un actionneur (non représenté), pouvant prendre au moins deux positions par exemple en pivotant autour d'un axe de rotation 282a. Dans une première position représentée sur la figure 5b, le bras 281 a est dans une position passante, logé dans la semelle 33 pour libérer l'ouverture de sortie 24a de sorte qu'une bague 15 arrivant par Ie canal 22a s'engage librement sur la tige de la fixation (représentée en traits pointillés sur les figures 5), montée dans un alésage 14 d'un élément de structure 17, sensiblement suivant l'axe 241a, jusqu'à venir à proximité de la structure 14 comme montré sur la figure 5a.

Dans une seconde position représentée sur Ia figure 5a, le bras 281a est dans une position bloquante. Dans cette position le bras 281a est dégagé de la semelle 33, en direction de la tige de la fixation insérée dans l'alésage 14, de sorte que le bras interdise à une bague 15 mise en place sur la tige de la fixation de coulisser sur la tige, quelle que soit l'orientation de la tige de la fixation. Ainsi, la bague 15 sur la tige est maintenue entre l'élément de structure 17 et le bras

281a lorsque le sous-ensemble 21a d'insertion de bagues est dégagé pour permettre la mise en place du nez de sertissage.

Dés que la tige de la fixation commence à être insérée dans le nez de sertissage (situation non représentée) la bague ne peut plus se dégager de la tige de la fixation, quelle que soit la position de la fixation, par exemple dans le cas d'un sertissage réalisé en plafond la bague aurait tendance à tomber par gravité, et le bras 281a peut être replacé dans la première position ou dans toute autre position permettant l'opération de sertissage de la bague par le nez de sertissage 32

La semelle comporte également un dispositif d'arrêt (non visible sur les figures), similaire au dispositif 28a pour maintenir en position les bagues lorsque les dites bagues sont mises en place par le second sous-ensemble 21 b.

Les avantages de l'invention ressortent précisément de Ia description de la manière la plus appropriée de mettre oeuvre le dispositif 5, description qui précise clairement le rôle de chaque élément constitutif dudit dispositif.

Une étape préalable à l'utilisation du dispositif 5 consiste à introduire, ou à générer, dans Ie système 54 de commande et de contrôle une base de données comportant les positions dans l'espace des différentes fixations devant être posées et à définir dans quel ordre les fixations 1 doivent être mises en place. Cette étape est connue dans (es systèmes utilisant des robots, elle fait aujourd'hui largement appel aux techniques de conception assistée par des moyens numériques capables de calculer la position théorique de chaque fixation 1 dans un repère de référence ainsi que l'orientation dans l'espace de l'axe 10 de la fixation.

Pour les besoins du présent dispositif 5, la base de donnée comportant les positions dans l'espace des différentes fixations 1 devant être posées comporte également, pour chaque fixation, une information caractéristique de la direction et de la distance d'un obstacle de structure le plus proche de la fixation.

A titre d'exemple, un tel obstacle de structure peut être l'âme d'un raidisseur en forme de L, raidisseur qu'il convient de fixer à un panneau au moyen d'une ligne de fixations entre la semelle du raidisseur et le panneau. A partir de la base de données des fixations à mettre en place, le robot

51 commandé par les moyens de commande et de contrôle 54 vient prépositionner, en position et en orientation, l'extrémité 52 du bras porteur, c'est à dire placer la dite extrémité du bras porteur dans une position théorique dans laquelle le nez de sertissage 32 de l'outil terminal 53 est situé suivant l'axe 10 de la position théorique de la fixation 1 à mettre en place, c'est à dire qu'un axe 321 du nez de sertissage est sensiblement confondu avec l'axe 10 de Ia fixation. Au cours de cette opération de prépositionnement, la semelle d'appui 33 est amenée en contact avec la face des éléments à assembler située du côté des dits éléments où la bague 15 sera montée.

Ce prépositionnement est réalisé avec la précision de positionnement correspondant aux capacités dudit robot et en considérant que le dispositif 4 de positionnement fin est dans une position intermédiaire, par exemple médiane, suivant les trois directions X, Y et Z de réglage dudit dispositif.

Une fois le prépositionnement réalisé, ou bien au cours du mouvement de prépositionnement, le dispositif 4 de positionnement fin est décalé suivant les directions X et Y dans une direction opposée à celle de l'obstacle de structure le plus proche défini dans la base de données pour la fixation considérée et d'une distance correspondant à la distance entre l'axe 321 du nez de sertissage 32 et l'axe 241a ou 241 b des ouvertures respectivement 24a et 24b des sous- ensembles 21a, 21 b d'insertion de bagues. A l'issu de cette phase, l'une des ouvertures, 24a ou 24b suivant la position de l'obstacle de structure, se trouve théoriquement au niveau de l'ouverture de la fourche de la semelle d'appui 33 dans l'axe 10 d'une fixation à poser et Ie nez de sertissage 32 est pour sa part décalé dans une direction opposée à la direction dans laquelle se trouve l'obstacle de structure.

En pratique, en raison des imprécisions de positionnement du robot 51 et des imprécisions de positionnement des trous des fixations dues aux dispersions dans la fabrication et le positionnement des pièces à assembler, l'ouverture 24a ou 24b ne se situe pas exactement dans l'axe de la fixation à poser.

La caméra, 27a ou 27b suivant le cas, génère une image du trou de la fixation, décalée par rapport à l'axe 241a de l'ouverture 41 a, ou à l'axe 241b de l'ouverture 41b, qui est alors analysée par des moyens de traitement du signal, par exemple dans l'automate 54 qui reçoit dans ce cas les images produites par les caméras 27a, 27b, pour générer un signal de commande des moteurs de mouvements suivant X et Y des moyens 4 de positionnement fin afin, par une opération de repositionnement, de placer le centre de l'image du trou de la fixation sensiblement en coïncidence avec l'axe 241a de l'ouverture 41a ou avec l'axe 241 b de l'ouverture 41 b.

Le dispositif 4 de positionnement fin et les capacités du système de génération et de traitement des images sont réalisés pour répondre aux besoins de précision nécessaire pour cette opération de repositionnement. Dans un cas d'assemblage mécanique avec des fixations similaires aux fixations décrites, une précision de 0,1 mm est généralement suffisante, précision qui est atteinte sans difficulté particulière avec des dispositifs connus.

Avantageusement à ce stade des opérations de pose d'une fixation, la tige 11 de ladite fixation n'est pas encore insérée dans le trou afin d'obtenir une image aussi nette que possible du trou de la fixation, condition souhaitable pour la précision de l'opération de repositionnement.

Une fois l'opération de repositionnement effectuée, Ia tige 11 de la fixation est introduite de manière conventionnelle dans le trou de fixation par la face de l'assemblage opposée à la face du côté de laquelle se situe l'outil terminal 53. Cette opération est réalisée par tout moyen connu, avantageusement par un robot asservi en position au dispositif 5.

Une bague de sertissage 15, apportée par le canal 22a comme illustré sur la figure 5b, ou par le canal 22b, poussée par exemple par soufflage au moyen d'air comprimé, s'insère naturellement autour de la tige 11 de la fixation qui se trouve à cet instant dans l'axe de l'ouverture 24a ou 24b par laquelle ladite bague de sertissage est poussée.

Le dispositif d'arrêt est alors mis dans la seconde position ou position bloquante dans laquelle la bague est maintenue sur la tige quelle que soit l'orientation de ladite tige.

Avantageusement le dispositif réalise un contrôle pour vérifier qu'une bague est effectivement positionnée autour de la tige de la fixation. De préférence ce contrôle est effectué par un traitement de l'image provenant de la caméra utilisée pour l'étape de repositionnement, mais d'autres moyens peuvent être utilisés comme par exemple un capteur avec ou sans contact qui détecte la présence de la bague.

Lorsque Ia bague de sertissage 15 est en place et maintenue sur la tige 11 de la fixation, sans aucun mouvement commandé du robot 51 , le dispositif 4 de positionnement fin est commandé afin de déplacer l'axe 321 du nez de sertissage 32 sur l'axe 10 de la fixation, mouvement au cours duquel le sous- ensemble 21a ou 21b d'insertion de bagues est décalé de l'axe de la fixation, c'est à dire d'une distance correspondant à la distance entre l'axe 321 du nez de sertissage 32 et l'axe 241a ou 241 b de l'ouverture 24a, respectivement 24b, qui a été initialement repositionné pour être sensiblement confondu avec l'axe 10 de la fixation.

Finalement le dispositif 4 de positionnement fin est actionné suivant la direction Z pour déplacer le nez de sertissage vers la tige 11 de la fixation de telle sorte qu'une extension 18 de la tige 11 utilisée pour exercer une traction sur ladite tige soit introduite dans le nez de sertissage et fe dispositif 3 de sertissage de la bague est actionné.

Une fois l'opération de sertissage terminée, l'extension 18, généralement rompue lors de l'opération de sertissage, est évacuée par des moyens non représentés, et le robot 51 dégage l'outil terminal 53 de la surface de l'élément assemblé puis recommence le cycle pour la fixation suivante conformément à la séquence de pose prévue dans l'automate 54.

Dans une variante de réalisation de l'invention l'outil terminal 53 ne comporte qu'un seul sous-ensemble 21a pour l'insertion des bagues 15, l'outil terminal 53 étant alors en tous points similaire à celui de l'exemple décrit mais sans Ie second sous-ensemble 21b.

Pour mettre en oeuvre un dispositif 5 comportant un tei outil terminal 53 à un seul sous-ensemble 21a, le robot est utilisé pour orienter l'outil terminal 53 autour d'un axe parallèle à l'axe Z de telle sorte que les interférences soient évitées avec des structures voisines de la fixation compte tenu du sens des mouvements du dispositif 4 de positionnement fin imposé par l'utilisation d'un seul sous-ensemble d'insertion de bague.

Ainsi il est possible de placer et de sertir rapidement avec la qualité souhaitée des fixations utilisant des bagues serties, avec le minimum d'intervention humaine pendant le sertissage, tout en mettant en oeuvre des robots 51 de précision moyenne grâce à un dispositif 4 de repositionnement précis associé à un outil terminal 53 comportant un dispositif 2 de mise en place automatique des bagues et un dispositif 3 de sertissage.

Claims

Revendications

1 - Dispositif (5) d'insertion et de sertissage d'une bague (15) sur une tige (11 ) d'une fixation (1) placée dans un trou (14) comportant un robot (51 ), un système de contrôle et de commande (54) et un outil terminal (53) apte à sertir la bague (15) sur la tige (11 ) caractérisé en ce que l'outil terminal (53) comporte un dispositif (3) de sertissage et un dispositif (2) de mise en place de la bague (15) solidaires d'un dispositif (4) de positionnement fin par l'intermédiaire duquel l'outil terminal (53) est fixé à un élément d'extrémité (52) du robot (51).

2 - Dispositif (5) suivant la revendication 1 dans lequel au moins un sous- ensemble (21a, 21b) d'insertion de bagues du dispositif (2) de mise en place de la bague (15) et un nez de sertissage (32) du dispositif (3) de sertissage sont mobiles sur l'outil terminal (53) pour être alternativement positionnés sur un axe (10) d'une fixation à poser (1), sans mouvement commandé du robot (51 ) lorsque l'outil terminal (53) est préalablement prépositionné, 3 - Dispositif (5) suivant la revendication 2 dans lequel la position relative entre un axe (241a, 241 b) d'une sortie (24a, 24b) d'un canal (22a, 22b) de transport des bagues du au moins un sous-ensemble (21a, 21b) et un axe (321) du nez de sertissage (32), les dits axes étant sensiblement parallèles à l'axe (10) de Ia tige (11 ) de la fixation (1 ) lorsque l'outil terminal (53) est en position pour placer et sertir une bague, est sensiblement constante. - Dispositif (5) suivant la revendication 3 dans lequel le dispositif (4) de positionnement fin comporte une table motorisée de translation suivant trois axes X, Y et Z sensiblement orthogonaux entre eux, au moins un axe, l'axe Z, étant orienté sensiblement parallèle à l'axe (321 ) du nez de sertissage (32). - Dispositif (5) suivant la revendication 4 dans lequel le dispositif (4) de positionnement fin est apte à positionner alternativement sur l'axe (10) d'une fixation à poser (1) d'une part le au moins un sous-ensemble (21a, 21b) d'insertion de bagues du dispositif (2) de mise en place de la bague (15) et d'autre part le nez de sertissage (32) du dispositif (3) de sertissage par le seul déplacement suivant les directions X et ou Y du dispositif (4) de positionnement fin sans mouvement commandé du robot (51).

6 - Dispositif (5) suivant la revendication 5 comportant un système de repositionnement du dispositif (2) de mise en place de Ia bague (15) pour réduire en dessous d'une valeur seuil un écart mesuré entre une position du trou (14) et l'axe (241a, 241b) de la sortie (24a, 24b) du canal (22a, 22b) de transport des bagues.

7 - Dispositif (5) suivant la revendication 6 dans lequel le système de repositionnement du dispositif (2) de mise en place de la bague (15) réduit l'écart mesuré par des commandes reçues par des actionneurs agissant sur les mouvements suivant les directions X et ou Y du dispositif (4) de positionnement fin.

8 - Dispositif (5) suivant la revendication 6 ou la revendication 7 comportant au moins une caméra (27a, 27b) utilisée pour mesurer l'écart entre la position du trou (14) et l'axe (241a, 241b) de la sortie (24a, 24b) du canal (22a, 22b) de transport des bagues.

9 - Dispositif (5) suivant la revendication 8 dans lequel Ia au moins une caméra

(27a, 27b) est agencée de sorte que le trou (14) pour la fixation à poser soit observé par ladite au moins une caméra suivant l'axe (241a, 241 b) de la sortie (24a, 24b) du canal (22a, 22b) de transport des bagues. 10 - Dispositif (5) suivant l'une des revendications 2 à 9 dans lequel le dispositif (2) de mise en place de la bague (15) comporte deux sous-ensembles (21a, 21b) d'insertion de bague agencés sensiblement symétriquement par rapport au nez de sertissage (32).

11 - Dispositif (5) suivant l'une des revendications précédentes comportant au moins un arrêtoir (28a, 28b) comportant au moins une position dans laquelle une bague (15) est maintenue sur la tige (11 ) de la fixation lorsque le dispositif (2) de mise en place de la bague est retiré d'une position d'insertion de bague.

12 - Dispositif (5) suivant l'une des revendications précédentes dans lequel le système de contrôle et de commande (54) comporte une base de donnée donnant la position et l'orientation dans un repère de référence des fixations à poser et pour chaque fixation une information caractéristique de la direction et de la distance d'un obstacle de structure le plus proche de la fixation. 13 - Procédé de pose d'une fixation (1) comportant une bague (15) à sertir au moyen d'un robot (5), ledit procédé comportant les étapes de :

- prépositionner par des premiers moyens de positionnement (51) un outil de sertissage (53), comportant des seconds moyens de positionnement fins (4), et comportant un nez de sertissage (32) et au moins un sous- ensemble (21a, 21b) d'insertion de bague solidaires des seconds moyens de positionnement fins, par rapport à un trou (14) dans lequel doit être placée Ia fixation (1) ;

- positionner suivant un axe prévu pour le nez de sertissage (32) Ie sous- ensemble (21a, 21b) d'insertion de bague par action sur les moyens de positionnement fins (4) ;

- corriger par action sur les seconds moyens de positionnement fins (4) la position du sous-ensemble (21a, 21b) d'insertion de bague pour amener un axe (241a, 241b) dudit sous-ensemble sensiblement en coïncidence avec un axe du trou (14) dans lequel doit être placée Ia fixation (1) ;

- insérer, après mise en place d'une tige de la fixation (1) dans le trou (14), la bague (15) sur la tige de Ia fixation (1) au moyen du sous ensemble (21a, 21 b) d'insertion de bague ;

- décaler par action sur les seconds moyens (4) de positionnement fins l'ensemble nez de sertissage (32) et sous-ensemble (21a, 21b) d'insertion de bagues afin de positionner un axe (321 ) du nez de sertissage à la place de l'axe (241a, 241b) du sous-ensemble d'insertion de bagues ;

- sertir la bague (15) sur la tige de la fixation (1 ) au moyen du nez de sertissage (32). 14 - Procédé suivant la revendication 13 dans lequel la bague (15) de sertissage est bloquée sur la tige de la fixation (1 ) lorsque le sous-ensemble (21a, 21b) d'insertion de bagues est décalé pour la mise place du nez de sertissage (32).