FR2858799A1 - Procede de montage d'une batterie et robot manipulateur associe - Google Patents
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Abstract
Un procédé de montage d'une batterie électrique dans un appareil comprend les étapes de saisie d'une batterie, de test électrique de la charge de la batterie, le test étant positif si la charge est supérieure à un seuil prédéterminé et de montage de la batterie dans l'appareil si le test électrique est positif. Les étapes de saisie, test et montage sont effectuées avec un même manipulateur robotisé. Le procédé selon l'invention permet le test électrique d'une batterie en temps masqué du montage de la batterie dans un appareil, tel qu'une génératrice de moteur de véhicule.
Description
PROCEDE DE MONTAGE D'UNE BATTERIE ET ROBOT MANIPULATEUR ASSOCIE
La présente invention concerne un procédé de montage d'une batterie 5 électrique dans un appareil, tel qu'une génératrice de moteur de véhicule, et le robot manipulateur associé à un tel procédé.
Une batterie électrique est un appareil qui emmagasine de l'électricité sous une forme chimique pendant la charge et qui restitue cette énergie électrique pendant la décharge, par transformation directe de l'énergie potentielle chimique en énergie 1 o électrique. Une batterie de véhicule automobile sert en particulier à alimenter tous les appareils électriques du véhicule et à fournir l'énergie nécessaire au démarrage.
Lors de la fabrication des véhicules automobiles, différents types de batteries sont stockées pour être montées dans le véhicule correspondant. Un opérateur, éventuellement remplacé ou assisté par un robot manipulateur, sélectionne une batterie en fonction de la fiche technique du véhicule à assembler et place cette batterie dans un compartiment adapté sous le capot du véhicule.
Le positionnement de la batterie dans le moteur du véhicule peut être réalisé à l'aide d'un bras mécanique d'un robot manipulateur. Le bras est adapté à saisir la batterie et peut comporter un bouton de positionnement qui entoure un pôle de la batterie, par exemple le pôle négatif. Ainsi, la batterie peut être correctement positionnée dans le moteur du véhicule grâce au repérage d'au moins un des pôles électriques.
Il a été constaté qu'en fin de ligne de montage, certains véhicules ne démarrent pas du fait d'une charge de batterie insuffisante. Un tel défaut entraîne un rebut qui occasionne une perturbation du flux des véhicules et une perte de temps.
Il existe des méthodes et des appareils de test de batterie permettant de vérifier la charge électrique disponible. En particulier le brevet US 6 268 732 propose une routine de test de batterie et le brevet US 4 207 611 propose un dispositif de test des accessoires électriques d'un véhicule parallèlement à la batterie.
Néanmoins, les méthodes connues de test de batterie nécessitent l'accomplissement d'une opération supplémentaire dans le procédé de montage d'un véhicule. Chaque batterie doit être testée manuellement ou à l'aide d'un dispositif automatisé avant d'être positionnée dans le capot du véhicule. Une telle opération de test n'est cependant pas compatible avec les contraintes de cadence industrielle en usage pour le montage des véhicules automobiles.
Il existe donc un besoin pour fiabiliser les batteries montées dans les moteurs des véhicules automobiles sans affecter la cadence de montage.
A cet effet, l'invention propose un procédé de montage d'une batterie électrique dans un appareil comprenant les étapes de: - saisie d'une batterie; - test électrique de la charge de la batterie, le test étant positif si la charge est supérieure à un seuil prédéterminé ; - montage de la batterie dans l'appareil si le test électrique est positif; les étapes de saisie, test et montage étant effectuées avec un même manipulateur robotisé.
Selon une caractéristique, l'étape de saisie comprend le positionnement d'un élément du manipulateur sur un pôle de la batterie.
Selon une caractéristique, l'étape de test comprend le positionnement d'un élément du manipulateur sur un autre pôle de la batterie et la mesure du courant électrique circulant entre les deux pôles.
Selon une caractéristique, le procédé comprend en outre une étape d'émission d'un signal résultant du test électrique.
L'invention concerne également un robot manipulateur de batterie comprenant: - un élément de saisie d'une batterie; - un circuit de mesure de la charge de la batterie; - un élément de positionnement de la batterie dans un appareil.
Selon une caractéristique, le robot comprend un palpeur adapté à être positionné sur un pôle de la batterie.
Selon une caractéristique, le palpeur est contraint par un ressort.
Selon une caractéristique, le palpeur est connecté électriquement au circuit de mesure de la charge de la batterie.
Selon une caractéristique, le robot comprend une plaque isolante sur laquelle sont disposés une pluralité de palpeurs.
Selon une caractéristique, le robot comprend un élément de centrage adapté à positionner l'élément de saisie par rapport à un pôle de la batterie.
Selon une caractéristique, le robot comprend un indicateur de l'état de la charge de la batterie.
Selon un mode de réalisation, l'indicateur d'état est relié à un programme de commande de l'élément de positionnement et est adapté à bloquer le positionnement de la batterie dans l'appareil si la charge de la batterie est inférieure à un seuil prédéterminé.
Selon un mode de réalisation, l'indicateur d'état comprend un voyant lumineux.
Selon une caractéristique, l'élément de saisie de la batterie comprend un vérin pneumatique.
Selon une caractéristique, le circuit de mesure de la charge de la batterie comprend un voltmètre.
Selon une caractéristique, l'élément de positionnement comprend un bras mécanique articulé.
Selon une application, l'appareil dans lequel la batterie est positionnée est une génératrice de moteur de véhicule.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en références aux dessins qui montrent: - figure 1, un schéma d'un robot manipulateur de batterie selon l'invention actionné par un opérateur; - figure 2, une vue schématique de face de la saisie d'une batterie avec un robot selon l'invention; - figure 3, une vue schématique latérale de la saisie d'une batterie avec un robot selon l'invention; - figure 4, une vue schématique de dessus de la saisie d'une batterie avec un 20 robot selon l'invention.
Selon l'invention, un procédé de montage d'une batterie électrique dans un appareil, tel qu'une génératrice de moteur de véhicule automobile, est proposé. Un tel procédé comprend une étape de saisie d'une batterie, une étape de test électrique de la charge de cette batterie et une étape de montage de cette batterie.
Selon l'invention, ces trois étapes sont effectuées par un même manipulateur robotisé, tel qu'un bras articulé par exemple actionné par un opérateur.
Selon l'invention, l'étape de montage de la batterie dans l'appareil n'est effectuée que si le test électrique de la batterie est positif, c'est-à-dire si la charge électrique disponible dans la batterie est supérieure à un seuil prédéterminé.
Le procédé de montage selon l'invention incluant le test électrique de la charge de la batterie ne remet pas en cause le temps de cycle de l'opérateur, ni l'ergonomie du poste de travail correspondant. En effet, le test est réalisé pendant le déplacement de la batterie depuis sa zone de stockage vers le compartiment dans lequel elle doit être montée et connectée électriquement. Cette opération de test est donc réalisée quasiment en temps masqué par rapport à une opération de montage classique d'une batterie dans un appareil.
Un tel procédé peut être conduit par ou avec l'assistance d'un robot manipulateur qui comprend un élément de saisie d'une batterie, un circuit de mesure de la charge de la batterie et un élément de positionnement de la batterie dans un appareil.
Ainsi, la cadence de montage de l'appareil, tel qu'un moteur de véhicule, n'est pas ou quasiment pas ralentie par le test de la batterie avant montage. En effet, cette opération de test n'est pas distincte de l'opération de montage de la batterie.
L'invention va être plus amplement détaillée à l'aide des figures annexées.
La figure 1 illustre très schématiquement un opérateur devant un robot manipulateur de batterie. Un tel robot 10 comprend un élément de saisie 11 d'une batterie 100, un circuit de mesure de la charge de la batterie (non visible) et un élément de positionnement 12, tel qu'un bras mécanique articulé 12.
La batterie 100 présente deux pôles, un pôle positif et un pôle négatif. Le circuit de mesure de la charge de la batterie peut être un voltmètre, c'est-à-dire un circuit mesurant le courant circulant entre les deux pôles de la batterie et fournissant une valeur de tension représentatif de la charge électrique disponible dans la batterie. Le procédé de montage selon l'invention comprend ainsi les étapes de: - saisie d'une batterie 100, par exemple avec un élément à vérin 11 disposé à une extrémité d'un bras mécanique 12; - test électrique de la charge de la batterie, le test étant considéré positif si la charge est supérieure à un seuil prédéterminé ; montage de la batterie 100 dans l'appareil, tel que la génératrice d'un moteur de véhicule, par exemple en actionnant ou en commandant de manière appropriée le bras mécanique articulé 12.
Selon l'invention, l'étape de montage de la batterie dans l'appareil n'est effectuée que si le test électrique précédemment effectué est positif. Cependant, ce test électrique de la batterie est effectué directement par le manipulateur qui effectue déjà la saisie et, le cas échéant, le positionnement de la batterie. Ainsi, cette étape de test électrique est effectuée en temps masqué par rapport au montage de la batterie et n'affecte pas la cadence de la chaîne de montage des véhicules.
Un retard peut intervenir sur la chaîne de montage lorsque le test électrique d'une batterie est négatif, c'est-à-dire si la charge est inférieure à un seuil prédéterminé. L'opérateur doit alors commander le rejet de la batterie défectueuse et renouveler les étapes de saisie et de test avec une autre batterie. Cependant, cette perturbation de la chaîne de montage présente un coût global minime par rapport au rebut d'un véhicule entièrement monté qui ne démarre pas du seul fait d'une batterie défectueuse.
Les figures 2 à 4 sont des schémas plus détaillés de l'élément de saisie du robot manipulateur.
Un élément de saisie 11 est disposé à l'extrémité du bras mécanique articulé du manipulateur. Un élément de fixation 20 relie l'élément de saisie 11 au bras 12. Cet élément de fixation 20 peiniet éventuellement le passage de connexions électriques depuis l'élément de saisie 11 vers des circuits de mesure et de commande.
L'élément de saisie 11 comporte un vérin 13, par exemple un vérin pneumatique, associé à deux plaques 14, 14', au moins une plaque 14 étant mobile sous l'action du vérin 13 pour enserrer la batterie 100. L'élément de saisie 11 comporte en outre un élément de centrage, tel qu'un rail de guidage 15 pour se positionner par rapport à un pôle de la batterie 100, par exemple le pôle négatif 110. Lorsque l'élément de saisie 11 est positionné par rapport à un pôle 110 de la batterie, le vérin 13 est actionné, automatiquement ou par commande d'un opérateur, pour immobiliser la batterie entre les plaques 14, 14' de l'élément de saisie.
Le robot comporte en outre, intégré dans l'élément de saisie 11, des palpeurs 16, 17 adaptés à être positionnés sur les pôles 110, 120 de la batterie 100. Ces palpeurs 16, 17 sont électriquement conducteurs et sont électriquement connectés au circuit de mesure de la charge de la batterie.
Un premier palpeur 16 est par exemple positionné sur le pôle négatif 110 à 20 partir de l'indexage du rail de guidage 15.
Un second palpeur 17 est positionné sur le pôle positif 120 de la batterie. L'élément de saisie 11 peut comporter une pluralité de seconds palpeurs 17, 17', 17" destinés à être associés au pôle positif 120 de la batterie. Ainsi, en fonction du modèle de batterie saisie, 100, 100', 100", au moins un palpeur 17, 17', 17" sera disposé en regard du pôle positif 120, le pôle négatif 110 étant indexé sur le premier palpeur 16 au moyen du rail de guidage 15.
On peut également envisagé un second palpeur 17 monté sur un rail coulissant et adapté à se déplacer parallèlement à la surface de la batterie comportant les pôles 110, 120. Le palpeur 17 peut ainsi être positionner en regard du pôle positif 120 de la batterie saisie, quelle que soit sa taille.
Les palpeurs 16, 17 sont connectés électriquement au circuit de mesure de la charge de la batterie. Ces palpeurs 16, 17 peuvent être disposés dans une plaque isolante 18, en nylon par exemple, et montés sur des axes perpendiculaires à cette plaque. Les palpeurs 16, 17 peuvent en outre être contraints par des ressorts afin de garantir une bonne circulation du courant électrique entre les palpeurs 16, 17 et les pôles électriques 110, 120 de la batterie.
Ainsi, le procédé de montage d'une batterie selon l'invention comprend une étape de positionnement d'un palpeur 16 sur un pôle 110 de la batterie et le positionnement d'un autre palpeur 17 sur l'autre pôle 120 de la batterie, puis la mesure du courant électrique circulant entre les deux pôles. Ainsi, à partir d'un circuit électrique de type voltmètre dont les branches sont connectées aux palpeurs 16, 17, il est possible de déterminer la charge électrique disponible dans la batterie.
Ce circuit de mesure de la charge peut être disposé dans le robot 10, par exemple dans le bras 12 ou dans l'élément de saisie 11 du manipulateur, ou être déporté vers un circuit de mesure et de commande associé au robot manipulateur.
Le robot peut en outre comprendre un indicateur de l'état de la charge de la batterie. Un tel indicateur peut par exemple comprendre un voyant lumineux Io indiquant à l'opérateur l'état de charge de la batterie. Si le voyant est vert par exemple, la charge est suffisante et l'opérateur peut poursuivre le montage en commandant le positionnement de la batterie testée dans l'appareil. Si le voyant et rouge par exemple, la charge est insuffisante et l'opérateur doit rejeter la batterie testée et renouveler les étapes de saisie et de test avec une autre batterie.
L'indicateur d'état peut être relié à un programme de commande du bras mécanique 12 qui peut être également adapté à commander le blocage du positionnement d'une batterie défectueuse dans l'appareil lorsque la charge de la batterie est inférieure à un seuil prédéterminé.
Ainsi, le procédé de montage de la batterie selon l'invention peut comprendre une étape d'émission d'un signal résultant du test électrique. Ce signal peut en outre être exploité par un programme de commande qui autorise ou bloque la réalisation de l'étape de montage de la batterie.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisations décrits à titre d'exemple; ainsi, les moyens mécaniques mis en oeuvre pour la saisie et le positionnement de la batterie peuvent être adaptés selon les modèles de batteries et les types d'appareils dans lesquels elles doivent être montées. De même, les moyens électriques de mesure de la charge de la batterie peuvent être adaptés selon les applications.
Claims (17)
1. Procédé de montage d'une batterie électrique (100) dans un appareil comprenant les étapes de: - saisie d'une batterie; - test électrique de la charge de la batterie, le test étant positif si la charge est supérieure à un seuil prédéterminé ; - montage de la batterie dans l'appareil si le test électrique est positif; les étapes de saisie, test et montage étant effectuées avec un même manipulateur robotisé.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de saisie comprend le positionnement d'un élément du manipulateur sur un pôle de la batterie.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape de test comprend le positionnement d'un élément du manipulateur sur un autre pôle de la batterie et la mesure du courant électrique circulant entre les deux pôles.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape d'émission d'un signal résultant du test électrique.
5. Robot manipulateur de batterie comprenant: - un élément de saisie (11) d'une batterie (100) ; - un circuit de mesure de la charge de la batterie; - un élément de positionnement (12) de la batterie dans un appareil.
6. Robot selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un palpeur (16, 17) adapté à être positionné sur un pôle (110, 120) de la batterie (100).
7. Robot selon la revendication 6, caractérisé en ce que le palpeur est contraint par un ressort.
8. Robot selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le palpeur est connecté électriquement au circuit de mesure de la charge de la batterie.
9. Robot selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque isolante (18) sur laquelle sont disposés une pluralité de palpeurs (16, 17).
10. Robot selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend un élément de centrage (15) adapté à positionner l'élément de saisie (11) par rapport à un pôle (110) de la batterie (100).
11. Robot selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend un indicateur de l'état de la charge de la batterie.
12. Robot selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'indicateur d'état est relié à un programme de commande de l'élément de positionnement et est adapté à bloquer le positionnement de la batterie dans l'appareil si la charge de la batterie est inférieure à un seuil prédéterminé.
13. Robot selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que l'indicateur d'état comprend un voyant lumineux.
14. Robot selon l'une des revendications 5 à 13, caractérisé en ce que l'élément de saisie (11) de la batterie comprend un vérin pneumatique (13) .
15. Robot selon l'une des revendications 5 à 14, caractérisé en ce que le circuit de mesure de la charge de la batterie comprend un voltmètre.
16. Robot selon l'une des revendications 5 à 15, caractérisé en ce que l'élément de positionnement (12) comprend un bras mécanique articulé.
17. Robot selon l'une des revendications 5 à 16, caractérisé en ce que l'appareil dans lequel la batterie est positionnée est une génératrice de moteur de véhicule.
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20140430 |