FR2822403A1

FR2822403A1 - Bac de stockage pour poste d'assemblage

Info

Publication number: FR2822403A1
Application number: FR0104010A
Authority: FR
Inventors: Claude Loewert
Original assignee: ERGOS
Current assignee: ERGOS
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2002-09-27
Anticipated expiration: 2021-03-26
Also published as: WO2002076684A1; FR2822403B1; DE10124541A1

Abstract

La présente invention concerne un bac de stockage de pièces pour poste d'assemblage permettant de réduire l'amplitude des mouvements, les flexions du poignet et la fatigue des opérateurs, de réduire les temps de préhension des pièces et donc de générer des économies importantes lors des phases d'assemblage. Le bac de stockage (1) comporte un support fixe (3) portant un conteneur (2) pourvu d'au moins une zone de préhension (4) des pièces. Le conteneur (2) est mobile et monté pivotant sur le support fixe (3) entre une position basse dans laquelle il est chargé et une position haute dans laquelle il est déchargé. Des moyens de rappel (6) sont disposés entre le conteneur (2) et le support fixe (3) de manière à ramener progressivement le conteneur (2) en position haute au fur et à mesure du déchargement des pièces et de provoquer ainsi la descente automatique des pièces par gravité dans la zone de préhension (4). Application : Poste d'assemblage et ligne de montage d'ensembles et de sous-ensembles de pièces.

Description

BAC DE STOCKAGE DE PIECES POUR POSTE D'ASSEMBLAGE La présente invention concerne un bac de stockage de pièces pour poste d'assemblage comportant au moins un conteneur disposé sur au moins un support fixe, ce conteneur recevant lesdites pièces à stocker et comportant au moins une zone de préhension desdites pièces située dans une zone avant dudit conteneur.

Différents bacs de stockage de ce type existent sur le marché. Ils se présentent généralement sous la forme de conteneurs disposés à plat sur un poste de travail. Ces bacs de stockage sont remplis de pièces destinées à être prélevées par un opérateur.

Ils comportent une zone de préhension qui permet à l'opérateur de saisir les pièces stockées. Ces bacs de stockage sont donc vidés progressivement de leur contenu par l'opérateur. Dans un premier temps, l'opérateur prend les pièces situées dans les zones de préhension des bacs de stockage puis dans un deuxième temps cherche de plus en plus loin les pièces encore disponibles dans les bacs de stockage. Une fois vidés, ces bacs de stockage sont de nouveau remplis manuellement, semi-automatiquement ou automatiquement.

Les bacs de stockage actuellement proposés ne sont pas entièrement satisfaisants. En effet, au fur et à mesure que les bacs de stockages se vident, l'opérateur doit effectuer des gestes de plus en plus amples, voire se déplacer pour accéder aux dernières pièces les plus éloignées et de plus, fléchir le poignet pour saisir les pièces stockées au fond du bac. Ces gestes amples génèrent fatigue, perte de temps et augmentent les risques de troubles musculo-squelettiques chez l'opérateur, en particulier lorsque le poignet est de manière répétitive mis en hyper-flexion.

Des études d'ergonomie ont permis de déterminer les dimensions d'une zone dite de confort dans laquelle les risques de fatigue pathologique liée à des gestes répétitifs sont limités. Cette zone dite de confort correspond de manière générale à la moitié

avant d'une sphère centrée sur l'opérateur et d'environ 600 mm de diamètre. Les bacs de stockage actuels ne permettent pas de travailler dans cette zone dite de confort.

La présente invention vise à pallier cet inconvénient majeur en proposant un bac de stockage de pièces pour poste d'assemblage permettant de réduire l'amplitude des mouvements, les risques de troubles musculo-squelettiques et donc la fatigue des opérateurs, de réduire les temps de préhension des pièces et donc de générer des économies importantes lors des phases d'assemblage.

Dans ce but, l'invention concerne un bac de stockage du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce que ledit conteneur est mobile et monté pivotant sur ledit support fixe autour d'un axe B entre une position basse qui correspond à l'état chargé dudit conteneur et une position haute qui correspond à l'état déchargé dudit conteneur et en ce que ledit bac de stockage comporte des moyens de rappel associés audit conteneur, distants de l'axe B et agencés pour créer un couple de rotation autour de l'axe B de manière à ramener progressivement le conteneur en position haute au fur et à mesure du déchargement des pièces et ainsi provoquer la descente automatique des pièces, par gravité, dans ladite zone de préhension.

Les moyens de rappel peuvent comporter au moins un organe de rappel disposé entre ledit support fixe et ledit conteneur.

Dans la forme de réalisation préférée, les moyens de rappel comportent au moins une plaque poussoir associée à au moins un organe de rappel, ladite plaque poussoir étant partiellement en appui sous ledit conteneur et montée pivotante autour d'un axe C sensiblement parallèle audit axe B.

Cette plaque poussoir comporte, de préférence, un talon couplé audit organe de rappel, ledit axe C étant disposé sensiblement dans l'angle formé par ladite plaque poussoir et ledit talon.

L'organe de rappel peut être un ressort de traction dont une extrémité est fixée audit talon et une autre extrémité est fixée audit support fixe.

Le conteneur peut comporter au moins deux parois latérales agencées pour former un entonnoir de manière à guider les pièces vers ladite zone de préhension et, une paroi avant évasée et rabaissée permettant l'accès aux pièces stockées dans ladite zone de préhension sans flexion du poignet. Il peut également comporter un revêtement intérieur à faible coefficient de frottement de manière à faciliter le glissement desdites pièces vers ladite zone de préhension.

Le conteneur peut avantageusement comporter un fond recevant les pièces et formant une pente progressive agencée pour faciliter le glissement des pièces vers ladite zone de préhension.

Dans la forme de réalisation préférée, le support fixe comporte des moyens de fixation agencés pour permettre la fixation dudit bac de stockage sur ledit poste d'assemblage.

Selon les applications, le bac de stockage peut comporter des moyens de détection associés audit conteneur et agencés pour détecter sa position angulaire par rapport audit support fixe.

Le bac de stockage comporte avantageusement au moins une butée agencée pour limiter la position haute dudit conteneur ainsi qu'une poignée de manutention facilitant son transport.

La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante d'un exemple de réalisation, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente une vue en perspective avant du bac de stockage selon l'invention,

la figure 2 représente une vue en perspective arrière du bac de stockage de la figure 1, les figures 3A, 3B et 3C représentent des vues de côté du bac de stockage de la figure 1 respectivement en positions chargée, intermédiaire et déchargée, et - la figure 4 représente en vue de dessus un opérateur installé à un poste de travail comportant plusieurs bacs de stockage selon l'invention.

En référence aux figures, le bac de stockage 1 selon l'invention est destiné à être installé sur un poste d'assemblage. Il permet de stocker des pièces et de faciliter leur préhension par un opérateur. Le bac de stockage 1 comporte un conteneur 2 mobile et monté pivotant sur un support fixe 3 autour d'un axe B entre une position basse dans laquelle il est chargé et une position haute dans laquelle il est déchargé. Les pièces sont prélevées dans le conteneur 2 par l'opérateur qui les utilise pour réaliser un montage prédéterminé. Plusieurs bacs de stockage 1 peuvent être installés sur un même poste d'assemblage, chacun des bacs de stockage 1 étant par exemple dédié spécifiquement à un type de pièces.

Le bac de stockage 1 comporte également des moyens de rappel 6 associés au conteneur 2 et agencés pour le ramener progressivement en position haute au fur et à mesure du déchargement des pièces. Ainsi, au fur et à mesure que la masse des pièces stockées dans le conteneur 2 diminue, le conteneur 2 pivote autour de l'axe B. La partie arrière du conteneur 2 se soulève, inclinant davantage le conteneur 2 et provoquant le déplacement par gravité des pièces situées à l'arrière du conteneur 2 vers l'avant du conteneur 2.

En vue de dessus, le conteneur 2 a sensiblement une forme trapézoïdale d'axe A, mais il peut présenter toute autre forme. Il est constitué notamment d'un fond 2a et de deux parois latérales 2b, 2c définissant une zone de stockage 14 dont la partie avant définit une zone de préhension 4. Les parois latérales 2b, 2c forment un entonnoir se resserrant vers l'avant du conteneur 2 permettant de guider les pièces dans la zone de préhension 4 de largeur limitée. La zone de préhension 4 correspond à la zone dans laquelle l'opérateur pourra saisir les pièces de manière optimale, sans effectuer de gestes trop amples ni fournir d'efforts musculaires et articulaires trop importants. Le fond 2a peut-être plan ou, comme représenté sur les figures, avoir par exemple une forme concave. Il est prolongé à l'avant, par un rebord formant la paroi avant 2d évasée, rabaissée et inclinée vers l'avant pour former un bec verseur et permettre l'accès aux pièces stockées dans la zone de préhension 4 sans nécessiter de flexion du poignet de l'utilisateur. Il est également prolongé à l'arrière, par un rebord formant la paroi arrière 2e. Dans la zone de préhension 4, les parois avant 2d et latérales 2b, 2c, sont échancrées pour faciliter l'accès aux pièces, sans risquer que la main ne heurte le conteneur 2. Afin d'éviter tout risque d'éraflure ou de coupure, les rebords et les angles du conteneur 2 sont de préférence lisses et sans arête vive. Ils peuvent également être arrondis, par exemple, par un retour formant un bourrelet ou recouverts par une protection en caoutchouc ou toute autre matière équivalente.

Les deux parois latérales 2b, 2c sont reliées entre elles à l'avant du conteneur 2 par une poignée 11 disposée perpendiculairement à l'axe A. Cette poignée 11 sert de moyen de manutention au conteneur 2 et permet d'augmenter sa rigidité.

Le conteneur 2 est, par exemple, réalisé en matière plastique moulée ou injectée. Le fond 2a du conteneur 2 forme une pente progressive de sorte que l'arrière du conteneur 2 se situe au-dessus de l'avant. Le fond 2a peut également avoir une forme légèrement concave. La surface du fond 2a, destinée à être en contact avec les pièces,

peut être réalisée en un matériau à faible coefficient de frottement ou comporter un revêtement en ce matériau, par exemple du téflon. Ce matériau facilite le glissement et le déplacement des pièces vers la zone de préhension 4.

Le support fixe 3 a sensiblement une forme rectangulaire et est, par exemple, réalisé en tôles embouties, pliées et soudées. Le support fixe 3, tel que représenté sur les figures, comporte un fond 3a entouré d'une paroi avant 3d, de deux parois latérales 3b, 3c et d'une paroi arrière 3e. Il comporte également des moyens de fixation tels que des orifices et/ou lumières 12 permettant le passage de vis ou de tétons pour assurer la fixation du support fixe 3 sur le poste d'assemblage ou, par exemple, à un profilé 12b (cf fig. 1).

Le support fixe 3 comporte, dans l'exemple représenté, un disque 12a posé sur le fond 3a, coopérant avec des ergots de fixation (non représentés) liés au poste d'assemblage pour permettre la fixation du support fixe 3 sur le poste d'assemblage. Le disque 12a a un diamètre supérieur à la largeur du fond 3a et dépasse de ce fond 3a par deux lumières latérales, chacune étant réalisée dans la partie basse d'une des parois latérales 3b ou 3c. Ce disque 12a comporte une lumière 12c centrale, de forme allongée, recevant les ergots de fixation. Une fois les ergots de fixation logés dans la lumière 12c, le bac de stockage 1 peut être tourné ou glissé, par exemple manuellement, afin de l'orienter de manière prédéterminée.

Le conteneur 2 est monté pivotant sur le support fixe 3 autour d'un axe B, solidaire du support fixe 3, perpendiculaire à l'axe A et sensiblement horizontal. Cet axe B peut par exemple être matérialisé par une barre 13 traversant le support fixe 3 dans des orifices prévus à cet effet par exemple dans les parois latérales 3b, 3c. La barre 13 peut être arrêtée en translation, par exemple, au moyen d'anneaux élastiques disposés dans des gorges réalisées aux extrémités de la barre 13 et, en appui sur les faces extérieures des parois latérales 3b, 3c. Le conteneur 2 comporte, sous sa paroi avant

2d, des paliers dans lesquelles la barre 13 peut être clipsée. Le conteneur 2 peut ainsi pivoter autour de l'axe B entre ses deux positions basse et haute.

Les moyens de rappel 6 comportent, dans l'exemple représenté, une plaque poussoir 8 associée à des organes élastiques 7 tels que des ressorts de traction. Dans cette forme de réalisation, la plaque poussoir 8 comporte un talon 8a. Elle est montée pivotante autour d'une barre 14 d'axe C parallèle à l'axe B. L'axe C est disposé dans l'angle

formé par la plaque poussoir 8 et son talon 8a. L'articulation de la plaque poussoir 8 sur la barre 14 est, par exemple, réalisée par l'intermédiaire de paliers 15 solidaires de la plaque poussoir 8 et entourant au moins partiellement la barre 14. Chaque ressort de traction 7 est relié à une extrémité 7a au talon 8a et à son autre extrémité 7b au support fixe 3. Dans l'exemple illustré, le talon 8a comporte des orifices permettant le passage des extrémités 7a. De même, le support fixe 3 comporte des ergots 18 formés par des découpes de tôle relevées, comprenant chacune un orifice permettant le passage des extrémités 7b.

Ces moyens de rappel 6 peuvent également être constitués par tout autre moyen équivalent, comme par exemple une lanière élastique, une lame ressort, une languette souple en forme de V. Il est également envisageable d'utiliser un vérin pneumatique ou un moteur pas à pas combiné à une barre de manoeuvre.

Dans une autre forme de réalisation, l'axe B permettant la rotation du conteneur 2 par rapport au support fixe 3 peut être disposé dans une zone centrale du conteneur 2.

Dans ce cas, les moyens de rappel 6 seront reliés à la zone avant ou à la zone arrière du conteneur 2. La distance entre l'axe B et le fond 3a du support fixe 3 devra alors être suffisante pour permettre l'inclinaison vers l'avant du conteneur 2.

Les différentes positions du conteneur 2 sur le support fixe 3 sont représentées par les figures 3A, 3B et 3C. Le chargement des pièces dans le bac de stockage 1 se fait

généralement par le haut à l'arrière du conteneur 2. Du fait de la pente progressive du fond 2a, une partie des pièces glisse, pendant le chargement, par simple gravité vers la zone de préhension 4. Les autres pièces se disposent aléatoirement, généralement côte à côte, en arrière de cette zone de préhension 4. Comme on le verra par la suite, le chargement des pièces peut être manuel, semi-automatique ou entièrement automatique.

Sur la figure 3A, le conteneur 2 est chargé, ce qui correspond à sa position basse. Pour atteindre cette position basse, les pièces déversées dans le conteneur 2 tendent à le faire pivoter autour de son axe B, en direction du support fixe 3. En pivotant ainsi, le conteneur 2 appuie sur la plaque poussoir 8 qui pivote elle-même autour de son axe C vers le bas. Le talon 8a auquel sont fixés les ressorts de traction 7 tire sur ces ressorts de traction 7 les mettant sous tension. Il faut bien entendu choisir des ressorts de traction 7 ayant une force de rappel en rapport avec le poids des pièces stockées.

Une fois le bac de stockage 1 chargé, l'opérateur peut prélever des pièces dans la zone de préhension 4. Du fait de l'inclinaison du fond 2a, au fur et à mesure que l'opérateur prélève des pièces dans la zone de préhension 4, certaines pièces situées en arrière glissent vers la zone de préhension 4. L'arrière du conteneur 2 est donc progressivement déchargée au profit de la zone de préhension 4. La tension exercée sur le ressort de traction 7 diminue et la force de rappel de ces ressorts de traction 7 fait pivoter la plaque poussoir 8 autour de l'axe C, faisant elle-même pivoter le conteneur 2 autour de l'axe B. Le soulèvement de l'arrière du conteneur 2 provoque ainsi le glissement progressif des autres pièces qui y sont encore stockées vers la zone de préhension 4 comme illustré par la figure 3B, et ainsi de suite jusqu'à ce que le conteneur 2 atteigne sa position déchargée illustrée par la figure 3C.

La force du ressort de traction 7, la forme et les dimensions du conteneur 2, de la plaque poussoir 8 et, le positionnement des axes de rotation B et C peuvent être

adaptés en fonction notamment du poids, du volume et de la forme des pièces à stocker.

Afin d'éviter d'éventuels blocages de pièces, le conteneur 2 présente des formes intérieures douces, arrondies et sans angle, ou toute autre forme équivalente.

Comme illustré par les figures 1 et 2, une butée 16 complète avantageusement le bac de stockage 1 afin de limiter la position haute du conteneur 2. Cette butée 16 est éventuellement réalisée au moyen de boulons montés dans des lumières 17 sensiblement horizontales réalisées dans les parois latérales 3b, 3c du support fixe 3.

Par l'intermédiaire du talon 8a, la plaque poussoir 8 vient en appui sur cette butée 16 limitant ainsi la position haute du conteneur 2. Les lumières 17 permettent le réglage de la position de cette butée 16 et d'ajuster la position haute du conteneur 2.

Un volet de régulation (non représenté) peut être agencé dans le conteneur 2 pour limiter le flux de pièces vers la zone de préhension 4. Il pourra ainsi retenir certaines pièces à l'arrière du conteneur 2, le temps que la quantité de pièces situées dans la zone de préhension 4 diminue.

Le bac de stockage 1 peut également être équipé de moyens de détection permettant de détecter la position angulaire du conteneur 2 par rapport au support fixe 3 et notamment sa position haute. Cette détection peut être couplée à un indicateur, par exemple lumineux, indiquant à l'opérateur la position du conteneur 2 et donc son état de chargement. Ces moyens de détection peuvent également être utilisés pour générer un signal de commande envoyé à un système automatique ou semi-automatique d'alimentation des pièces. Le remplissage pourra alors se faire sans intervention de l'opérateur, par exemple par le biais de rails de déversement alimentés par une trémie.

Le bac de stockage 1 peut également être équipé d'un détecteur de"prise de pièce"et d'un voyant d'indication de"prochaine pièce à prendre". Ainsi, pour des assemblages complexes, l'opérateur pourra être guidé par des indications par exemple lumineuses.

Les voyants d'indication associés aux bacs de stockage pourront être automatiquement et successivement allumés selon une séquence précise, le voyant du bac de stockage"suivant"ne s'allumant que si le détecteur du bac de stockage "précédent" a détecté une"prise de pièce"dans ce bac de stockage.

On a représenté sur la figure 4 un opérateur installé à un poste de travail équipé de plusieurs bacs de stockage 1. Cette figure illustre les zones de confort 20,30 normalisées dans lesquelles les gestes répétitifs des bras et des avant-bras de l'opérateur ne risquent pas de générer une fatigue pathologique. Les mouvements des bras permettent à la main de l'opérateur d'accéder à la zone de confort 30. Les mouvements des avant-bras seuls permettent à la main de l'opérateur d'accéder à la zone de confort 20. Alors que l'arrière de chaque conteneur 2 est situé en dehors de ces zones de confort 20,30, les zones de préhension 4 sont couvertes en totalité par la zone de confort 30. Ainsi, au fur et à mesure que les bacs de stockage 1 sont vidés de leur contenu, l'arrière se soulève, les pièces glissent vers la zone de préhension 4 et sont donc disponibles dans cette zone de confort 30. Leur préhension ne génère de ce fait pas de gestes amples ni de déplacement de l'opérateur.

Il ressort clairement de cette description que l'invention permet d'atteindre tous les buts fixés. Notamment, la descente automatique des pièces dans la zone de préhension

permet à l'opérateur de limiter ses mouvements et donc le temps nécessaire à la préhension des différentes pièces.

La présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit mais s'étend à toute modification et variante évidentes pour un homme du métier.

Claims

Revendications 1. Bac de stockage (1) de pièces pour poste d'assemblage comportant au moins un conteneur (2) disposé sur au moins un support fixe (3), ce conteneur (2) recevant lesdites pièces à stocker et comportant au moins une zone de préhension (4) desdites pièces située dans une zone avant dudit conteneur (2), caractérisé en ce que ledit conteneur (2) est mobile et monté pivotant sur ledit support fixe (3) autour d'un axe B entre une position basse qui correspond à l'état chargé dudit conteneur (2) et une position haute qui correspond à l'état déchargé dudit conteneur (2) et en ce que ledit bac de stockage (1) comporte des moyens de rappel (6) associés audit conteneur (2), distants dudit axe B et agencés pour créer un couple de rotation autour dudit axe B de manière à ramener progressivement ledit conteneur 2 en position haute au fur et à mesure du déchargement des pièces et ainsi provoquer la descente automatique des pièces, par gravité, dans ladite zone de préhension (4).
2. Bac de stockage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de rappel (6) comportent au moins un organe de rappel disposé entre ledit support fixe (3) et ledit conteneur (2).
3. Bac de stockage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de rappel (6) comportent au moins une plaque poussoir (8) associée à au moins un organe de rappel (7), ladite plaque poussoir (8) étant partiellement en appui sous ledit conteneur (2) et montée pivotante autour d'un axe C sensiblement parallèle audit axe B.
4. Bac de stockage (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite plaque poussoir (8) comporte un talon (8a) couplé audit organe de rappel (7), ledit axe C étant disposé sensiblement dans l'angle formé par ladite plaque poussoir (8) et ledit talon (8a).

<Desc/Clms Page number 12>
5. Bac de stockage (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit organe de rappel (7) est un ressort de traction dont une extrémité (7a) est fixée audit talon (8a) et une autre extrémité (7b) est fixée audit support fixe (3).
6. Bac de stockage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit conteneur (2) comporte au moins deux parois latérales (3b, 3c) agencées pour former un entonnoir de manière à guider les pièces vers ladite zone de préhension (4).
7. Bac de stockage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit conteneur (2) comporte une paroi avant évasée et rabaissée permettant l'accès aux pièces stockées dans ladite zone de préhension, sans flexion du poignet de l'opérateur.
8. Bac de stockage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit conteneur (2) comporte un fond (2a) recevant lesdites pièces et formant une pente progressive agencée pour faciliter le glissement desdites pièces vers ladite zone de préhension (4).
9. Bac de stockage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit conteneur (2) comporte un revêtement intérieur à faible coefficient de frottement de manière à

faciliter le glissement desdites pièces vers ladite zone de préhension (4).

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10. Bac de stockage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit support fixe (3) comporte des moyens de fixation (12) agencés pour permettre la fixation dudit bac de stockage (1) sur ledit poste d'assemblage.
11. Bac de stockage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détection associés audit conteneur (2) et agencés pour détecter sa position angulaire par rapport audit support fixe (3).

<Desc/Clms Page number 13>
12. Bac de stockage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une butée (16) agencée pour limiter la position haute dudit conteneur (2).
13. Bac de stockage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit conteneur (2) comporte au moins une poignée de manutention (11).