FR2896300A1

FR2896300A1 - Support repositionnable reglable avec blocage en position et station de travail automatisee comportant un tel support repositionnable

Info

Publication number: FR2896300A1
Application number: FR0600480A
Authority: FR
Inventors: Bernard Negre
Original assignee: ABB MC SAS
Current assignee: ABB MC SAS
Priority date: 2006-01-19
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2007-07-20
Also published as: WO2007085717A1; EP1974155A1; US20100239396A1

Abstract

L'invention concerne un support repositionnable (1) comportant une partie fixe (2) sur laquelle est montée une partie mobile (3) selon au moins une direction de réglage (4) par l'intermédiaire d'un organe de liaison (5) associé à un actionneur pour régler en position la partie mobile le long de la direction de réglage, l'organe de liaison étant associé à un organe d'immobilisation de la partie mobile par rapport à la partie fixe.L'invention a également pour objet une station de travail comportant au moins un tel support.

Description

La présente invention concerne un support repositionnable réglable

motorisé, et une station de travail automatisée comportant un tel support repositionnable. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Une station de travail comporte généralement un bâti sur lequel sont montés des robots et des supports repositionnables agencés pour prendre appui sur la pièce à travailler et positionner précisément celle-ci par rapport aux robots ou à d'autres organes de positionnement appartenant à la station. Il existe des stations de travail qui sont destinées à recevoir des types différents de pièces à travailler. Dans ce cas, les supports repositionnables utilisés sont des supports repositionnables réglables. Un support repositionnable réglable comprend généralement une partie fixe sur laquelle est montée une partie mobile selon au moins une direction de réglage par l'intermédiaire d'un organe de liaison associé à un actionneur pour régler en position la partie mobile le long de la direction de réglage. La partie fixe est pourvue des moyens de sa fixation sur le bâti de la station de travail. L'organe de liaison est par exemple un excentrique sur lequel est fixée la partie mobile et qui est en-traîné en rotation par un moteur rotatif constituant l'actionneur de réglage. L'organe de liaison peut égale- ment être formé d'un coulisseau entraîné en translation par un actionneur électromagnétique linéaire. Dans certaines stations de travail, il est nécessaire de soulever la pièce pour l'amener dans une position de travail. Il a été envisagé d'utiliser les sup- ports repositionnables réglables pour soulever la pièce et la maintenir en position de travail. Lorsque les pièces sont relativement lourdes, comme des pièces de car-rosserie automobile, il est nécessaire que l'actionneur du support repositionnable soit suffisamment puissant pour soulever la pièce et la maintenir en position de travail et de continuer à alimenter l'actionneur afin d'assurer le maintien de la pièce dans sa position de travail. L'actionneur présente alors, outre une consommation énergétique élevée, un encombrement important qui réduit les possibilités d'accès au plus proche de la pièce. En outre, le coût d'un actionneur à la fois puissant et précis est relativement élevé, ce qui augmente le coût des stations qui comportent généralement plusieurs supports repositionnables.

OBJET DE L'INVENTION Il serait donc intéressant de disposer d'un support repositionnable ne présentant pas les inconvénients précités. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un support repositionnable comportant une partie fixe sur laquelle est montée une partie mobile selon au moins une direction de réglage par l'intermédiaire d'un organe de liaison associé à un actionneur pour régler en position la partie mobile le long de la direction de réglage. L'organe de liaison est associé à un organe d'immobilisation mécanique de la partie mobile par rapport à la partie fixe, l'organe d'immobilisation étant indépendant de l'actionneur.

L'organe d'immobilisation est indépendant de l'actionneur en ce que le blocage réalisé n'est pas réalisé par l'actionneur en lui-même et ne résulte donc pas de l'alimentation en énergie de l'actionneur. Le blocage est mécanique en ce sens que l'organe d'immobilisation assure une opposition à un effort notamment par un obstacle, un arc-boutement ou un frottement. Ainsi, le main-tien en position de la partie mobile est assuré par l'organe d'immobilisation et l'actionneur n'est que relativement peu voire pas sollicité lorsque la position de l'élément mobile est bloquée. Le maintien en position as- suré par 1e support repositionnable en position d'immobilisation est beaucoup plus précis que celui qui serait obtenu par un actionneur maintenu alimenté. Selon un premier mode de réalisation, l'organe de liaison est agencé pour permettre un mouvement irréversible de la partie mobile par rapport à la partie fixe et, de préférence, l'organe de liaison comporte un premier élément et un deuxième élément qui forment une liaison vis-écrou et qui sont associés respectivement à la partie fixe et à la partie mobile, la liaison vis-écrou ayant un pas déterminé pour rendre irréversible le mouvement de l'un des éléments par rapport à l'autre. L'organe de liaison constitue alors également le moyen d'immobilisation de l'élément mobile de sorte que la structure du support repositionnable est particulière-ment simple et fiable. Selon un deuxième et un troisième modes de réalisation, l'élément d'immobilisation est un verrou mécanique et l'élément d'immobilisation est un organe de fric- Lion monté sur la partie fixe pour être applicable sur la partie mobile. Les organes d'immobilisation selon ces modes de réalisation sont relativement simples. L'invention a en outre pour objet une station de travail comportant un bâti, au moins une unité opérationnelle fixée sur le bâti, un organe de convoyage d'une pièce à travailler dans la station de travail, au moins un élément de positionnement et des moyens de déplacement relatif de la pièce à travailler et de l'élément de posi- tionnement selon une direction de déplacement entre une position de dégagement dans laquelle l'élément de positionnement est dégagé de la pièce à travailler et une position de travail dans laquelle l'élément de positionne- rrent coopère Zver. pièce travailler. L'élément de po- sitionnement comprend la partie mobile d'un support repo- sitionnable du type ci-dessus et monté dans la station de travail de telle manière que la direction de réglage s'étende parallèlement à la direction de déplacement, les moyens de déplacement sont distincts du support reposi- tionnable et le support repositionnable et les moyens de déplacement sont pilotés de telle manière que le support repositionnable soit bloqué en position lorsque les moyens de déplacement arrivent en position de travail. Ainsi, le positionnement est assuré par un sup- port repositionnable du type précité lorsque celui-ci est en position d'immobilisation alors que les déplacements relatifs de la pièce à travailler et du support repositionnable sont assurés par les moyens de déplacement. On peut disposer ainsi d'une force de déplacement importante tout en bénéficiant d'un maintien précis en position haute. Selon différentes de modes de réalisation : - la station de travail comportant plusieurs supports repositionnables dont la partie fixe est solidaire d'un châssis commun relié au bâti par l'intermédiaire des moyens de déplacement ; - les moyens de déplacement comprennent un robot ayant un bras à l'extrémité libre duquel est fixé l'élément fixe du support repositionnable ; - la partie fixe du support repositionnable est fixé rigidement au bâti et les moyens de déplacement sont associés à l'organe de convoyage, l'organe de convoyage étant un robot formant également l'organe de déplacement, ou l'organe de convoyage étant relié au bâti par l'intermédiaire des moyens de déplacement, ou bien encore l'organe de convoyage comprenant un convoyeur horizontal supportant: par les moyens de déplacement une plateforme sur laquelle est montée la pièce à travailler. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limitatifs de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un support repositionnable conforme à un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue schématique partielle en coupe d'un support repositionnable conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 d'un troisième mode de réalisation de l'invention, - la figure 4 est une vue schématique d'une sta- tion de travail conforme à un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 5 est une vue schématique d'une station de travail conforme à un deuxième mode de réalisation, - la figure 6 est une vue analogue à la figure 5 d'une variante du deuxième mode de réalisation, - la figure 7 est une vue schématique d'une station de travail conforme à un troisième mode de réalisation, - la figure 8 est une vue schématique d'une station de travail conforme à un quatrième mode de réalisation - la figure 9 est une vue schématique partielle d'une station de travail conforme à un cinquième mode de 30 réalisation. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 1, le support repositionnable conforme au premier mode de réalisation, généralement désigné en 1, comprend une partie fixe 2, de 35 forme tubulaire, recevant une partie mobile 3 à coulisse- 25 ment selon une direction de réglage 4. La partie mobile 3 est fixe en rotation par rapport à la partie fixe 2. Le support repositionnable 1 comprend un organe de liaison généralement désigné en 5 qui s'étend entre la partie fixe 2 et la partie mobile 3 et qui est associé à un actionneur 6. L'organe de liaison 5 et l'actionneur 6 sont ici reçus dans la partie fixe 2. L'organe de liaison 5 comprend un écrou 7 solidaire de la partie mobile 3 et une vis 8 parallèle à la direction de réglage 4 et sur laquelle est engagé l'écrou 7. La vis 8 est solidaire de l'arbre de sortie d'un moteur électrique rotatif formant l'actionneur 6. La partie mobile 3 étant fixe en rotation par rapport à la partie fixe 2, la rotation de la vis 8 pro-voque le déplacement de la partie mobile 3 par rapport à la partie fixe 2. Le pas de la vis 8 et de l'écrou 7 est déterminé de telle manière qu'un effort appliqué sur la partie mobile 3 parallèlement à la direction de réglage 4 ne puisse provoquer une rotation de la vis 8 (même lors- que l'actionneur 6 n'est pas alimenté) et donc une descente ou une montée de la partie mobile 3. Les éléments identiques ou analogues à ceux précédemment décrits porteront une référence numérique identique dans la description qui suit des deux autres modes de réalisation. Dans le deuxième mode de réalisation représenté à la figure 2, l'organe de liaison 5 comporte un coulisseau 9 ayant une extrémité supérieure équipée de la partie mobile 3 et une extrémité inférieure engagée dans un ac- tionneur 6, ici un actionneur électromagnétique linéaire. Le coulisseau 9 est pourvu de dents 10 présentant ici une section transversale en dent de sapin qui coopère avec un verrou mécanique 11 monté sur la partie fixe 2 pour coll1 i suer transversalement à celle-ci_ entre une po- sition d'engagement dans laquelle le verrou mécanique 11 est en saillie entre deux dents 10 et une position d'escamotage dans laquelle le verrou mécanique 11 est dégagé des dents 10. Le verrou mécanique 11 est associé, d'une part, à un actionneur électromagnétique 12 qui est soli- daire de la partie fixe 2 et qui déplace le verrou mécanique 11 de sa position d'engagement à sa position d'escamotage et, d'autre part, à un ressort non visible sur la figure 2 qui rappelle le verrou mécanique 11 dans sa position d'engagement.

Le verrou mécanique 11 et l'actionneur électromagnétique 12 forment un organe d'immobilisation en position de l'élément mobile 3. On comprend que lorsque le coulisseau 9 est déplacé du bas vers le haut par l'actionneur 6, la face pentue des dents 10 amène le verrou mécanique 11 en position d'escamotage alors que le ressort de rappel ramène le verrou mécanique 11 en position d'engagement entre deux dents 10 dès que le verrou mécanique 11 quitte une dent 10. Le verrou mécanique 11 joue ainsi le rôle d'un cliquet empêchant lorsqu'il est en ap- pui contre une face radiale d'une dent 10 un mouvement inverse du coulisseau 9. Lorsque le coulisseau 9 arrive dans la position souhaitée, l'actionneur 6 est coupé et le verrou mécanique 11 en position engagée entre deux dents 10 du coulisseau 9 maintient le coulisseau 9 en po- sition. Pour ramener le coulisseau 9 en position basse, l'actionneur électromagnétique 12 est commandé pour amener le verrou mécanique 11 en position escamotée, et l'actionneur 6 est commandé pour amener le coulisseau 9 en position basse.

Dans le troisième mode de réalisation représenté à la figure 3, l'organe de liaison 5 comprend un coulis-seau 13 ayant une extrémité supérieure équipée de l'élément mobile 3 et une extrémité inférieure solidaire ici de la tige d'un vFdrin formant l'actionneur 6.

Le support repositionnable 1 comprend un organe d'immobilisation de l'élément mobile 3 en position. L'organe d'immobilisation comprend un patin 18 d'appui contre la surface latérale du coulisseau 13. Le patin 18 est relié par une genouillère 15 à une armature 14 solidaire de l'élément fixe 2. L'organe d'immobilisation comprend en outre un actionneur linéaire 16 dont la tige mobile est reliée à l'articulation centrale 17 de la genouillère 15 pour déplacer l'articulation centrale 17 entre une position de pliage de la genouillère 15 dans laquelle le pa- tin 18 est décollé de la surface latérale du coulisseau 13 et une position d'arc-boutement de la genouillère 15 (représentée à la figure 3) dans laquelle le patin 18 est appliqué contre la surface latérale du coulisseau 13. On comprend qu'en position d'arc-boutement, le patin 18 exerce un effort transversal sur la surface latérale du coulisseau 13 bloquant par friction le coulisseau 13 en position. En référence à la figure 4, la station de travail conforme au premier mode de réalisation, généralement dé- signée en 100, comprend un bâti 101 sur lequel sont mon-tés des robots 102 entre lesquels chemine un organe de convoyage comportant un convoyeur horizontal 103 supportant des plates-formes 104 de support de pièces à travailler 200.

Un organe de déplacement 105 relie le convoyeur 103 au bâti 101 pour soulever le convoyeur 103 entre une position haute de transport et une position basse de travail. L'organe de déplacement 105 est par exemple un système déployable, à parallélogramme, ou télescopique comme un vérin. Au voisinage du convoyeur 103, sont disposés des supports repositionnables 1 du type de ceux décrits dans les trois modes de réalisation précédents. Les parties fixes sont solidaires du bâti 101 et la direction de ré- glage 4 est verticale.

A son arrivée dans la station de travail 100, la plate-forme 104 repose sur le convoyeur 103 en position haute de transport. Les supports repositionnables 1 sont réglés dans la position correcte et bloqués dans cette position. Lorsque la plate-forme 104 est entre les deux ro-bots 102, l'organe de soulèvement 105 amène le convoyeur 103 en position basse de travail et les supports repositionnables 1 supportent la pièce 200 en se substituant au convoyeur 103 et à la plateforme 104. A la fin du travail, Pour ramener la plate-forme 104 sur le convoyeur 103, l'organe de soulèvement 105 soulève le convoyeur 103 de sorte que la plate-forme 104 prend à nouveau en charge la pièce 200.

Les éléments identiques ou analogues à ceux précédemment décrits porteront une référence numérique identique dans la description qui suit des trois autres modes de réalisation. Dans le deuxième mode de réalisation de la figure 5, l'organe de soulèvement 105 est intercalé entre le convoyeur 103 et la plate-forme 104. En variante, comme représenté à la figure 6, la plate-forme 104 est équipée de moyens d'appui 110 de la pièce 200. Ces moyens d'appui 110 sont formés par des supports repositionnables analogues aux supports repositionnables 1 qui permettent d'adapter l'organe de convoyage à des pièces de types différents. Dans le troisième mode de réalisation de la figure 6, l'organe de convoyage est un robot 106 qui amène les pièces 200 dans la station de travail 100 et les dé-pose sur les supports repositionnables 1 réglés et bloqués dans la position correcte. Le robot 106 constitue ici l'organe de déplacement des pièces entre la position haute de transport et. la position basse de travail.

Dans le quatrième mode de réalisation de la fi- gure 8, l'organe de convoyage 103 est rigidement fixé sur le bâti 101. Les supports repositionnables 1 sont solidaires d'un châssis mobile 107 relié au bâti 101 par l'intermédiaire d'un organe de déplacement 108 réalisé sous la forme par exemple d'un vérin télescopique ou à vis, ou d'un parallélogramme déformable. Dans le cinquième mode de réalisation de la figure 9, l'organe de convoyage est un robot 106 mais peut être également un convoyeur rigidement fixé sur le bâti 101. Les supports repositionnables 1 sont solidaires d'un châssis mobile 107 solidaire d'un bras de robot 109. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des va-riantes de réalisation sans sortir du cadre de l'inven- tion tel que défini par les revendications. En particulier, les actionneurs, organes de liai-son et organes d'immobilisation des support repositionnables 1 peuvent être différents de ceux décrits, et comprendre par exemple des moyens de serrage mécanique ou hydraulique, des moyens de coincement ou tout autre moyen susceptible d'immobiliser la partie mobile 3 par rapport à la partie fixe 1. Bien que pour des raisons de simplicité de la description, les support repositionnables décrits ne soient réglables que selon une direction, il est possible de prévoir que les support repositionnables soient réglables également dans d'autres directions. Dans ce cas, le support repositionnable peut éventuellement comprendre des moyens d'immobilisation de la partie mobile dans ses autres directions. Le support repositionnable 1 peut avoir une structure différente de celles décrites ci-dessus et résulter par exemple de la combinaison des modes de réalisation décrits et notamment de la combinaison des premier et troisième modes de réalisation, un frein étant appli- qué sur l'arbre de sortie du moteur relié à la vis. En variante, le convoyeur est commandé pour faire effectuer des mouvements aller et retour à la plate-forme pour amener la pièce dans la station et faire sortir la plate-forme une fois la pièce supportée par l'élément de positionnement de la station. Par bâti, on entend toute structure de support d'unités opérationnelles et notamment les structures solidaires du sol, voire le sol lui-même.

Claims

REVENDICATIONS

1. Support repositionnable (1) comportant une partie fixe (2) sur laquelle est montée une partie mobile (3) selon au moins une direction de réglage (4) par l'intermédiaire d'un organe de liaison (5) associé à un actionneur pour régler en position la partie mobile le long de la direction de réglage, caractérisé en ce que l'organe de liaison est associé à un organe d'immobilisation mécanique de la partie mobile par rapport à la partie fixe, l'organe d'immobilisation étant indépendant de l'actionneur.

2. Support repositionnable selon la revendication 1, dans lequel l'organe de liaison (5) est agencé pour permettre un mouvement irréversible de la partie mobile (3) par rapport à la partie fixe (2).

3. Support repositionnable selon la revendication 2, dans lequel l'organe de liaison (5) comporte un premier élément (8) et un deuxième élément (7) qui forment une liaison vis-écrou et qui sont associés respectivement à la partie fixe (2) et à la partie mobile (3), la liai- son vis-écrou ayant un pas déterminé pour rendre irréversible le mouvement de l'un des éléments par rapport à l'autre.

4. Support repositionnable selon la revendication 1, dans lequel l'élément d'immobilisation est un verrou mécanique (11).

5. Support repositionnable selon la revendication 1, dans lequel l'élément d'immobilisation est un organe de friction (18) monté sur la partie fixe (2) pour être applicable sur la partie mobile (3).

6. Station de travail (100) comportant un bâti (101), au moins une unité opérationnelle (102) fixée sur le bâti, un organe de convoyage (103) d'une pièce à tra- vailler (200) dans la station de travail, au moins unélément de positionnement (3) et des moyens (105) de dé-placement relatif de la pièce à travailler et de l'élément de positionnement selon une direction de déplacement entre une position de dégagement dans laquelle l'élément de positionnement est dégagé de la pièce à travailler et une position de travail dans laquelle l'élément de positionnement coopère avec la pièce à travailler, caractérisée en ce que l'élément de positionne-ment comprend la partie mobile d'un support repositionna- ble conforme à l'une quelconque des revendications précédentes et monté dans la station de travail de telle manière que la direction de réglage (4) s'étende parallèle-ment à la direction de déplacement, en ce que les moyens de déplacement sont distincts du support repositionnable et en ce que le support repositionnable et les moyens de déplacement sont pilotés de telle manière que le support repositionnable soit bloqué en position lorsque les moyens de déplacement arrivent en position de travail.

7. Station de travail (100) selon la revendica- tion 6, comportant plusieurs supports repositionnables (1) dont la partie fixe (2) est solidaire d'un châssis commun (107) relié au bâti (101) par l'intermédiaire des moyens de déplacement.

8. Station de travail (100) selon la revendica- tion 7, dans laquelle les moyens de déplacement comprennent un organe télescopique.

9. Station de travail (100) selon la revendication 6, dans laquelle les moyens de déplacement comprennent un robot ayant un bras (109) à l'extrémité libre du- quel est fixé l'élément fixe (2) d'au moins un support repositionnable (1).

10. Station de travail (100) selon la revendication 6, dans laquelle la partie fixe (2) du support repositionnab=_e (1) est fixé rigidement au bâti (101) et en ce que les moyens de déplacement sont associés à l'organede convoyage (103).

11. Station de travail (100) selon la revendication 10, dans laquelle l'organe de convoyage est un robot (106) formant également l'organe de déplacement.

12. Station de travail (100) selon la revendication 10, dans laquelle l'organe de convoyage (103) est relié au bâti (101) par l'intermédiaire des moyens de dé-placement.

13. Station de travail (100) selon la revendica- tion 10, dans laquelle l'organe de convoyage comprend un convoyeur horizontal (103) d'une plateforme (104) sur la-quelle est montée la pièce à travailler, les moyens de déplacement (105) étant associés au convoyeur horizontal pour agir directement ou indirectement sur la plate-forme (104).

14. Station de travail (100) selon la revendication 13, dans laquelle les moyens de déplacement (105) sont intercalés entre le convoyeur horizontal (103) et la plateforme (104).

15. Station de travail (100) selon la revendication 13, dans laquelle la plate-forme (104) est équipée de moyens d'appui (110) d'une pièce à travailler, les moyens d'appui comprenant des supports repositionnables conformes à l'une quelconque des revendications 1 à 5. lE. Station de travail (100) selon la revendication 15, dans laquelle le convoyeur est commandé pour faire effectuer des mouvements aller et retour à la plate-forme (104) pour amener la pièce dans la station et faire sortir la plate-forme une fois la pièce supportée par l'élément de positionnement (3) de la station.