FR2773092A1

FR2773092A1 - Production line with work positions for subassemblies of car bodies

Info

Publication number: FR2773092A1
Application number: FR9716630A
Authority: FR
Inventors: Pascal Delarue
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1997-12-29
Filing date: 1997-12-29
Publication date: 1999-07-02
Anticipated expiration: 2017-12-29
Also published as: FR2773092B1

Abstract

The work stations for sub assemblies (7,8) consists of a series of positions geometrically places for the assembly and the finishing of subassemblies and a rotating work surface (3) to ensure the displacement of the subassembly from one work position to the other. A robot (17) is provided to carry out an operation on at least two of the adjacent positions (4,5) of the same work surface so that two sub assemblies (7,8) can be operated on successively by the robot without rotating the work surface.

Description

Ligne organisée de postes d'assemblage pour sous-ensembles de
carrosserie automobile.Organized line of assembly stations for sub-assemblies of
automobile body.

La présente invention concerne une ligne d'assemblage pour sous-ensembles de carrosserie automobile. The present invention relates to an assembly line for automobile body sub-assemblies.

La construction d'une carrosserie de véhicule automobile s'élabore par sous-ensembles formés de constituants assemblés en général par soudure, agrafage, collage .. dans des unités de production bien définies qui convergent vers une ligne d'assemblage général où ces sousensembles sont réunis entre eux pour former la totalité de la carrosserie d'un véhicule. The construction of a motor vehicle body is made up of sub-assemblies formed from constituents assembled in general by welding, stapling, gluing, etc. in well-defined production units which converge on a general assembly line where these sub-assemblies are joined together to form the entire body of a vehicle.

Avec la technique actuelle, chaque unité de production est entièrement dédiée à un seul type de sous-ensemble et chaque modèle, voire chaque variante d'un même modèle, demande la mise en place d'une unité spécifique. With the current technique, each production unit is entirely dedicated to a single type of sub-assembly and each model, even each variant of the same model, requires the installation of a specific unit.

Dans une telle unité de production, on distingue habituellement deux grandes familles de postes d'assemblage : les postes dits de géométrie et les postes de finition. In such a production unit, there are usually two main families of assembly stations: the so-called geometry stations and the finishing stations.

Les postes de géométrie ont pour fonction la mise en place précise de plusieurs constituants du sous-ensemble, les uns par rapport aux autres et par rapport à un outillage d'assemblage (pince ou robot de soudure, tête de collage ou d'agrafage ...). Il existe donc, à l'endroit de ces postes, des outillages de mise en géométrie qui sont réalisés de manière soignée de sorte que leur position relative soit précisément maîtrisée dans un système de référence déterminé. La précision nécessaire est en général incompatible avec celle des organes de manutention qui servent et desservent un tel poste si bien que les constituants sont à cet endroit de leur traitement dessaisis par les organes de manutention et pris en charge par les organes de géométrie. Le traitement réalisé (assemblage), le sousensemble partiel, enrichi des composants nouveaux qui lui ont été ajoutés, est repris en charge par un outil de manutention qui est chargé de le conduire au poste de géométrie suivant ou à un poste de finition intermédiaire. The function of the geometry stations is the precise positioning of several constituents of the sub-assembly, one with respect to the other and with respect to an assembly tool (pliers or welding robot, gluing or stapling head. ..). There are therefore, at the location of these positions, tools for geometry which are produced in a careful manner so that their relative position is precisely controlled in a given reference system. The precision required is generally incompatible with that of the handling devices which serve and serve such a station, so that the components are at this point in their processing divested by the handling devices and taken care of by the geometry devices. The processing carried out (assembly), the partial subassembly, enriched with the new components which have been added to it, is taken over by a handling tool which is responsible for driving it to the next geometry station or to an intermediate finishing station.

Un poste de finition se distingue d'un poste de géométrie par le fait que la pièce y subit un traitement qui n'implique pas la précision d'une géométrie d'assemblage. I1 peut s'agir par exemple de réaliser des points de soudure supplémentaires entre les composants déjà assemblés précisément. En général, la pièce reste saisie par l'organe de manutention lors de cette opération de finition, un simple taquage étant nécessaire pour la placer avec une précision suffisante dans le référentiel de la pince à souder. A finishing station is distinguished from a geometry station by the fact that the part undergoes a treatment there which does not imply the precision of an assembly geometry. I1 can be for example to achieve additional welding points between the components already assembled precisely. In general, the part remains gripped by the handling member during this finishing operation, a simple jogging being necessary to place it with sufficient precision in the repository of the welding tongs.

Les moyens de manutention utilisés encore aujourd'hui dans ces unités de production sont rigides et linéaires, c'est-à-dire qu'ils desservent les différents postes en série selon un trajet matérialisé pratiquement non susceptible de modifications. The handling means still used today in these production units are rigid and linear, that is to say that they serve the various stations in series according to a materialized route practically not susceptible to modifications.

Or, il est actuellement recherché une optimisation dans l'utilisation de telles unités qui passe par leur capacité à pouvoir accueillir des sous-ensembles différents. On comprend en effet que lorsque la cadence de production d'un véhicule décline, une unité de capacité donnée n'est plus utilisée de manière optimale. Si elle était apte à pouvoir traiter en même temps le flux du modèle décroissant et le flux de modèle, par exemple de remplacement qui lui, par hypothèse, est croissant, il serait possible de préserver une occupation de l'unité au voisinage de sa capacité nominale de production, donc de préserver la rentabilité de la fabrication. However, an optimization is currently being sought in the use of such units which passes through their capacity to be able to accommodate different sub-assemblies. We understand that when the production rate of a vehicle declines, a given capacity unit is no longer used optimally. If it were able to deal simultaneously with the flow of the decreasing model and the flow of model, for example replacement which, by hypothesis, is increasing, it would be possible to preserve an occupation of the unit in the vicinity of its capacity nominal production, thus preserving the profitability of manufacturing.

Les solutions existantes pour tenter de répondre à ce problème ne sont pas satisfaisantes. La plupart d'entre elles résident dans l'interchangeabilité des outillages à postes fixes, notamment de mise en géométrie le long de la ligne de manutention des produits. Or, transformer dans une unité existante un poste à outillages fixes en un poste à outillages interchangeables perturbe de manière importante, pendant le temps de la transformation, du réglage et de la mise au point des outils, le flux principal, c'est-à-dire le flux du modèle auquel l'unité était dédiée par construction. En outre, la rigidité des lignes de manutention desservant en série les postes successifs d'une unité d'assemblage de sous-ensembles, impose des contraintes qui limitent fortement les possibilités de transformation de ce type d'unités de production dans le but de conserver leur capacité de production. Existing solutions to try to answer this problem are not satisfactory. Most of them reside in the interchangeability of tools at fixed stations, in particular for geometry along the product handling line. However, transforming an existing unit from a stationary tooling station to an interchangeable tooling station significantly disrupts, during the time of transformation, adjustment and development of the tools, the main flow, i.e. - tell the flow of the model to which the unit was dedicated by construction. In addition, the rigidity of the handling lines serving in series the successive positions of a subassembly assembly unit, imposes constraints which greatly limit the possibilities of transformation of this type of production unit in order to conserve their production capacity.

On connaît également, par le document FR-A-2 712833 (Renault
Automation), une ligne de poste d'assemblage dans lequel chaque poste de mise en géométrie ou de finition est disposé à un emplacement appartenant à un îlot d'emplacements répartis autour d'un organe central de manutention capable de les desservir de manière aléatoire. Chaque flux de sous-ensembles différents emprunte un trajet différent tout en circulant généralement dans le même sens que les autres flux au travers de l'unité de production de ces sous-ensembles. Toutefois, une telle organisation de flux susceptibles de se croiser est relativement complexe.We also know from document FR-A-2 712833 (Renault
Automation), an assembly station line in which each geometry or finishing station is arranged at a location belonging to an island of locations distributed around a central handling unit capable of serving them randomly. Each flow of different sub-assemblies follows a different path while generally circulating in the same direction as the other flows through the production unit of these sub-assemblies. However, such an organization of flows likely to intersect is relatively complex.

La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients en proposant une organisation de postes d'assemblage, de géométrie et de finition dans une unité de production de sous-ensembles de carrosserie automobile qui permette d'accueillir des flux de sousensembles de types différents et de les traiter en parallèle sans croisement des différents flux et sans perturbation de la production. The object of the present invention is to remedy these drawbacks by proposing an organization of assembly, geometry and finishing stations in a production unit for automobile body sub-assemblies which makes it possible to accommodate flows of sub-assemblies of different types. and to process them in parallel without crossing the different flows and without disrupting production.

La ligne organisée de postes de travail pour sous-ensembles de carrosserie automobile, selon l'invention, comprend pour un sousensemble déterminé, une succession d'emplacements de mise en géométrie et d'assemblage des différents constituants desdits sousensembles, et d'emplacements de finition des sous-ensembles, et au moins un plateau tournant de manutention pour assurer le déplacement de chaque sous-ensemble d'un emplacement à l'autre. Au moins un robot est prévu pour effectuer une opération sur au moins deux emplacements adjacents du même plateau de manutention de façon qu'au moins deux sousensembles soient traités successivement par un robot donné sans déplacement du plateau de manutention. The organized line of work stations for automobile body sub-assemblies according to the invention comprises, for a given sub-assembly, a succession of locations for geometry and assembly of the various constituents of said sub-assemblies, and locations for finishing of the sub-assemblies, and at least one handling turntable to ensure the movement of each sub-assembly from one location to another. At least one robot is provided to perform an operation on at least two adjacent locations on the same handling platform so that at least two subsets are treated successively by a given robot without moving the handling platform.

On peut ainsi fabriquer parallèlement deux sous-ensembles appartenant à deux modèles de véhicule différents en adaptant le débit de chaque type de sous-ensemble aux besoins instantanés. Deux sousensembles d'un même type peuvent être disposés en parallèle sur les deux emplacements du plateau de manutention, ce qui permet une grande souplesse de production entre ces deux types. It is thus possible to manufacture in parallel two sub-assemblies belonging to two different vehicle models by adapting the flow rate of each type of sub-assembly to instantaneous needs. Two subassemblies of the same type can be arranged in parallel on the two locations of the handling plate, which allows great flexibility of production between these two types.

Dans un mode de réalisation de l'invention, deux robots sont prévus pour effectuer un travail sur lesdits deux emplacements adjacents du même plateau de manutention. In one embodiment of the invention, two robots are provided to perform work on said two adjacent locations of the same handling plate.

Avantageusement, au moins un robot est capable de se déplacer pour effectuer une opération sur un sous-ensemble supplémentaire disposé sur un emplacement d'un plateau de manutention supplémentaire. Advantageously, at least one robot is able to move to perform an operation on an additional sub-assembly arranged on a location of an additional handling tray.

Ce robot peut être prévu pour effectuer une opération sur au moins deux emplacements supplémentaires adjacents du même plateau de manutention supplémentaire de façon qu'au moins deux sous-ensembles soient traités successivement par ledit robot sans déplacement du plateau tournant supplémentaire.This robot can be provided to perform an operation on at least two adjacent additional locations of the same additional handling plate so that at least two sub-assemblies are treated successively by said robot without moving the additional rotating plate.

Dans un mode de réalisation de l'invention, deux robots sont capables de se déplacer pour effectuer un travail sur deux sous-ensembles supplémentaires disposés sur des emplacements de deux plateaux de manutention supplémentaires. Les robots peuvent se déplacer par rotation. In one embodiment of the invention, two robots are able to move to perform work on two additional sub-assemblies arranged on the locations of two additional handling platforms. Robots can move by rotation.

Dans un mode de réalisation de l'invention, la ligne comprend quatre plateaux de manutention disposés sensiblement en carré. Au moins un robot peut être disposé entre chaque paire de plateaux de manutention adjacents et est affecté à au moins un emplacement de chacun desdits deux plateaux de manutention adjacents. On dispose alors de quatre lignes de production fonctionnant de façon parallèle capables de produire jusqu'à quatre types de sous-ensembles différents tout en conservant la possibilité de ne produire qu'un nombre plus réduit de types de sousensembles, ce qui confère à cette ligne de production une grande souplesse et une grande capacité d'adaptation aux commandes des clients. In one embodiment of the invention, the line comprises four handling plates arranged substantially in a square. At least one robot can be placed between each pair of adjacent handling trays and is assigned to at least one location of each of said two adjacent handling trays. We then have four production lines operating in parallel capable of producing up to four different types of sub-assemblies while retaining the possibility of producing only a smaller number of types of sub-assemblies, which gives this line flexibility and adaptability to customer orders.

La présente invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés sur les dessins annexés, sur lesquels
la figure 1 est une vue schématique de dessus d'une ligne prévue pour deux types de sous-ensembles différents;
la figure 2 est une vue schématique de dessus d'une ligne prévue pour trois types de sous-ensembles différents; et
la figure 3 est une vue schématique de dessus d'une ligne prévue pour quatre types de sous-ensembles différents.The present invention will be better understood and other advantages will appear on reading the detailed description of some embodiments taken by way of non-limiting examples and illustrated in the appended drawings, in which
Figure 1 is a schematic top view of a line provided for two different types of subsets;
Figure 2 is a schematic top view of a line provided for three different types of subsets; and
Figure 3 is a schematic top view of a line provided for four different types of subsets.

Comme on peut le voir sur la figure 1, la ligne est prévue pour la production de portes de deux véhicules de type différent. La ligne comprend deux îlots 1 et 2 affectés respectivement à la production des portes avant droite et avant gauche des véhicules. Les deux îlots 1 et 2 étant identiques, seul l'îlot 1 est décrit. As can be seen in Figure 1, the line is intended for the production of doors for two vehicles of different types. The line includes two islands 1 and 2 assigned respectively to the production of the front right and front left doors of the vehicles. The two islands 1 and 2 being identical, only the island 1 is described.

L'îlot 1 comprend un plateau tournant de manutention 3 pourvu de plusieurs paires d'emplacements 4, 5 capables de recevoir une porte en cours de fabrication. Quatre postes sont affectés au plateau 3. Dans l'ordre de passage des portes de véhicule, le premier poste 6 est un poste de chargement dans lequel un opérateur charge les portes 7 et 8 sur les emplacements du plateau 3. Le second poste 9 peut être un poste de mise en géométrie et d'assemblage de différents constituants sur les portes 10 et 1 1 présentes aux emplacements 4 et 5. Le poste 9 comprend deux robots 12 et 13 capables d'intervenir sur les emplacements 4 et 5 de façon simultanée ou de façon séquentielle. Le troisième poste 14 peut être un poste de finition des portes 15 et 16 présentes aux emplacements 4 et 5 du plateau 3. The island 1 comprises a handling turntable 3 provided with several pairs of locations 4, 5 capable of receiving a door during manufacture. Four stations are assigned to tray 3. In the order of passage of the vehicle doors, the first station 6 is a loading station in which an operator loads the doors 7 and 8 on the locations of the tray 3. The second station 9 can be a station for geometry and assembly of different constituents on doors 10 and 1 1 present at locations 4 and 5. Station 9 includes two robots 12 and 13 capable of working on locations 4 and 5 simultaneously or sequentially. The third station 14 may be a finishing station for the doors 15 and 16 present at locations 4 and 5 of the plate 3.

Le poste 14 comprend un robot 17 capable d'effectuer cette opération de finition. Le quatrième poste 18 est un poste de déchargement dans lequel les portières 19 et 20 présentes aux emplacements 4 et 5 du plateau 3 sont évacuées des emplacements 4 et 5 au moyen d'un robot 21 et d'un tapis de convoyage 22.The station 14 includes a robot 17 capable of performing this finishing operation. The fourth station 18 is an unloading station in which the doors 19 and 20 present at locations 4 and 5 of the tray 3 are evacuated from locations 4 and 5 by means of a robot 21 and a conveyor belt 22.

On voit donc que l'on peut prévoir de disposer un premier type de portes sur les emplacements 4 et un second type de portes sur les emplacements 5 du plateau 3, le déplacement des portes s'effectuant par rotation du plateau 3 autour d'un axe central. We can therefore see that we can plan to have a first type of doors on locations 4 and a second type of doors on locations 5 of tray 3, the doors being moved by rotation of tray 3 around a central axis.

Sur la figure 2, la ligne de postes de travail de la figure 2 a été complétée en y ajoutant deux îlots supplémentaires 23 et 24 pourvus chacun d'un plateau de manutention 25 et 26 comportant un emplacement 27 et 28 pour un type de porte. Les îlots 23 et 24 sont identiques et comprennent chacun un poste de chargement 29, un poste 30, par exemple de mise en géométrie et d'assemblage, un poste 31, par exemple de finition, et un poste de déchargement non représenté. In FIG. 2, the line of work stations in FIG. 2 has been completed by adding two additional islands 23 and 24 each provided with a handling plate 25 and 26 comprising a location 27 and 28 for a type of door. The islands 23 and 24 are identical and each comprise a loading station 29, a station 30, for example for geometry and assembly, a station 31, for example for finishing, and an unloading station not shown.

Les îlots 1, 2, 23 et 24 sont disposés en carré, les îlots 1 et 2 formant une diagonale du carré et les îlots 23 et 24 formant l'autre diagonale. The islands 1, 2, 23 and 24 are arranged in a square, the islands 1 and 2 forming a diagonal of the square and the islands 23 and 24 forming the other diagonal.

Les îlots 1,2, 23 et 24 sont disposés de façon que le poste 31 de l'îlot 23 soit en regard du poste 14 de l'îlot 1, que le poste 30 de l'îlot 23 soit en regard du poste 9 de l'îlot 2, que le poste 30 de l'îlot 24 soit en regard du poste 9 de l'îlot 1, et que le poste 31 de l'îlot 24 soit en regard du poste 14 de l'îlot 2. The islands 1,2, 23 and 24 are arranged so that the station 31 of the island 23 is opposite the station 14 of the island 1, that the station 30 of the island 23 is opposite the station 9 of the island 2, that the station 30 of the island 24 is opposite the station 9 of the island 1, and that the station 31 of the island 24 is opposite the station 14 of the island 2.

Ainsi, le robot 17 de l'îlot 1 se trouve disposé entre le poste 14 de l'îlot 1 et le poste 31 de l'îlot 24. Les robots 12 et 13 du poste 9 de l'îlot 2 sont également disposés à proximité du poste 30 de l'îlot 24. Le robot 17 du poste 14 de l'îlot 2 se trouve à proximité du poste 31 de l'îlot 23. Les robots 12 et 13 du poste 9 de l'îlot 1 sont à proximité du poste 30 de l'îlot 23. Thus, the robot 17 of the island 1 is located between the station 14 of the island 1 and the station 31 of the island 24. The robots 12 and 13 of the station 9 of the island 2 are also arranged nearby from station 30 of island 24. The robot 17 from station 14 of island 2 is located near station 31 of island 23. Robots 12 and 13 from station 9 of island 1 are near the extension 30 of block 23.

Chacun des robots précités peut ainsi effectuer une opération sur une porte disposée sur l'un des emplacements 27, 28 d'un des îlots 23 ou 24. Ces robots peuvent effectuer ces opérations grâce à un déplacement, soit par rotation de 1800 autour de leur axe central vertical, soit par basculement autour d'un axe horizontal passant entre les deux postes des deux îlots auxquels ils sont dorénavant affectés. On peut ainsi prévoir le passage dans cette ligne de production de trois types de portes différents. Each of the aforementioned robots can thus perform an operation on a door disposed on one of the locations 27, 28 of one of the islands 23 or 24. These robots can perform these operations by means of a displacement, either by rotation of 1800 around their vertical central axis, either by tilting around a horizontal axis passing between the two stations of the two islands to which they are now assigned. We can thus foresee the passage in this production line of three different types of doors.

La figure 3 illustre une variante de la figure 2, dans laquelle les îlots 23 et 24 comprennent des plateaux tournants 25 et 26 identiques aux plateaux tournants 3 des îlots 1 et 2, c'est-à-dire comprenant deux emplacements 4 et 5 adjacents pour deux types de portes différents. Il en résulte que l'on peut effectuer des opérations de mise en géométrie, d'assemblage et de finition de quatre types de portes différents sur une même ligne de postes de travail. FIG. 3 illustrates a variant of FIG. 2, in which the islands 23 and 24 include turntables 25 and 26 identical to the turntables 3 of the islands 1 and 2, that is to say comprising two adjacent locations 4 and 5 for two different types of doors. As a result, it is possible to carry out geometry, assembly and finishing operations for four different types of doors on the same line of workstations.

Une telle organisation permet une souplesse considérable et un accroissement de la productivité en affectant un robot à la production de différents types de sous-ensembles de carrosserie et ce sans changement des outillages d'un plateau tournant. Such an organization allows considerable flexibility and an increase in productivity by assigning a robot to the production of different types of body sub-assemblies without changing the tools of a turntable.

L'invention s'adapte à différents types d'îlots, les opérations de déchargement pouvant être effectuées par des robots ou par tout autre moyen de manutention tel que tapis, transferts, etc. Les robots de mise en géométrie d'assemblage et de finition peuvent être des robots affectés à des opérations très variées: soudure, pose des serrures, etc. The invention adapts to different types of islands, the unloading operations being able to be carried out by robots or by any other handling means such as conveyor belts, transfers, etc. The assembly and finishing geometry robots can be robots used for a wide variety of operations: welding, fitting locks, etc.

Claims

1. Organized line of work stations for automobile body sub-assemblies (7, 8) comprising, for a given sub-assembly, a succession of locations for geometry and assembly of the various constituents of said sub-assembly, and of locations for finishing the subassemblies and at least one handling turntable (3) for moving each subassembly from one location to another, characterized in that at least one robot (17) is intended to perform an operation on at least two adjacent locations (4, 5) of the same handling plate so that at least two sub-assemblies (7, 8) are treated successively by a given robot without moving the handling plate.

2. Line according to claim 1, characterized in that two robots (12, 13) are provided to perform work on said two adjacent locations of the same handling plate.

3. Line according to claim 1 or 2, characterized in that said two adjacent locations are provided for receiving subsets of different types.

4. Line according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one robot is capable of moving to carry out an operation on an additional sub-assembly arranged on a location of an additional handling tray (25 ).

5. Line according to claims 4, characterized in that said robot is provided to perform an operation on at least two adjacent additional locations of the same additional handling plate so that at least two sub-assemblies are successively processed by said robot without moving the additional turntable.

6. Line according to claim 4 or 5, characterized in that two robots are capable of moving to perform work on two additional sub-assemblies arranged on locations of two additional handling trays.

7. Line according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the robots move by rotation.

8. Line according to any one of claims 4 to 7, characterized in that it comprises four handling plates arranged substantially in a square.

9. Line according to claim 8, characterized in that at least one robot (17) is disposed between each pair of trays of

adjacent handling and is assigned to at least one location of each

of said two adjacent handling plates.