FR2929162A1 - Douille de visseuse electrique asservie et systeme de vissage associe - Google Patents

Abstract

Cette douille (7) de visseuse électrique asservie, du type comprenant :- une tête (9) de douille destinée à être fixée sur un arbre d'entraînement de la visseuse,- un corps (10) de douille, relié à la tête (9) de douille et agencé pour recevoir une tête d'un élément à visser, ladite tête d'élément comportant N surfaces d'entraînement,est caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'identification (37, 60, 66) de reliefs prévus sur au moins une des surfaces d'entraînement.Application aux lignes de montage d'automobiles.

Description

Douille de visseuse électrique asservie et système de vissage associé La présente invention est relative à une douille de visseuse électrique asservie, du type comprenant : - une tête de douille destinée à être fixée sur un arbre d'entraînement de la visseuse, - un corps de douille, relié à la tête de douille et agencé pour recevoir une tête d'un élément à visser, ladite tête d'élément comportant N surfaces d'entraînement. L'invention concerne également un système de vissage, du type comprenant une visseuse électrique asservie, comportant un moteur, fixé sur un support et entraînant en rotation un arbre d'entraînement, et une unité de traitement d'informations de vissage, une douille adaptée pour être fixée à l'arbre d'entraînement, et un jeu d'éléments à visser ayant une tête adaptée pour coopérer avec la douille et présentant N surfaces d'entraînement.

L'invention s'applique principalement à un système de vissage utilisé sur une ligne de montage d'automobiles. On distingue généralement deux types de vissage : un vissage normal et un vissage de sécurité. Un vissage est dit normal lorsqu'il est présent au sein d'un assemblage vissé dont la défaillance n'entraîne pas l'apparition d'un événement redouté de gravité de niveau supérieur ou égal à un niveau prédéterminé. Un vissage est dit de sécurité lorsqu'il est présent au sein d'un assemblage de sécurité dont la défaillance liée au processus de vissage contribue à la perte d'une fonction du véhicule. Cette perte d'une fonction du véhicule peut entraîner des risques de dommages corporels pour les passagers.

Le vissage normal est réalisable avec tout type de visseuse électrique, et son contrôle de conformité est réalisé directement sur le bord de la ligne de montage d'automobiles, sans traçabilité ni archivage. Le vissage de sécurité est réalisé par une visseuse électrique asservie, en liaison avec un dispositif de contrôle de la qualité de production. La visseuse électrique asservie permet la vérification de certains paramètres du vissage de sécurité via une unité de traitement d'informations. Le dispositif de contrôle de la qualité de production permet d'effectuer la traçabilité des opérations sur la ligne de montage et en contrôle final, ainsi que l'archivage des données.

Une stratégie de vissage est une série de paramètres permettant de configurer un cycle de vissage et caractérisant l'assemblage, qu'il soit de sécurité ou normal. La stratégie de vissage comprend fréquemment les paramètres suivants : seuils de couples, seuils angulaires de vissage, vitesse de rotation de la visseuse, tension dans l'assemblage. Le cumul sur une même visseuse électrique asservie de plusieurs vissages différents, de type normal et/ou de sécurité, peut entraîner des risques d'inversion des opérations de vissage, et il est alors impossible d'effectuer une traçabilité correcte.

A titre d'exemple, on suppose qu'un opérateur réalise deux vissages avec une même visseuse, à savoir un premier vissage de sécurité avec une stratégie de vissage n° 1 et un deuxième vissage normal avec une stratégie de vissage n° 2. Si l'opérateur inverse les deux vissages, alors la visseuse électrique asservie vérifiera que, pour le deuxième vissage normal, la stratégie n° 1 du vissage de sécurité a été respectée et inversement. Il existe donc un risque de laisser passer des vissages de sécurité avec une vérification d'une stratégie de vissage normal, ou encore de faire remonter indûment des non-conformités. L'invention a pour but de permettre d'effectuer avec une seule visseuse électrique asservie, plusieurs types de vissages ou encore plusieurs vissages de même type, tout en garantissant la traçabilité des opérations effectuées pour les vissages de sécurité. A cet effet, l'invention a pour objet une douille de visseuse électrique asservie du type précité, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'identification de reliefs prévus sur au moins une des surfaces d'entraînement.

Suivant d'autres modes de réalisation, la douille comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - les moyens d'identification sont aptes à produire un signal électrique, fonction du nombre de reliefs identifiés et transmis à une unité de traitement d'informations de la visseuse, par l'intermédiaire d'une liaison électrique entre un organe de contact électrique de la douille et un organe de contact électrique de l'arbre d'entraînement, - le signal électrique produit par les moyens d'identification comporte un nombre d'impulsions électriques correspondant au nombre de reliefs identifiés, - les moyens d'identification comprennent P organes de détection de relief, sollicités au contact d'une surface d'entraînement et mobiles, en fonction de la présence ou de l'absence d'un relief sur ladite surface d'entraînement, entre une position d'absence de contact électrique et une position de contact électrique, - chaque organe de détection de relief est mobile selon une direction sensiblement orthogonale à la direction de l'axe de l'arbre d'entraînement, et chaque relief d'une tête d'élément à visser forme un retrait par rapport à la surface d'entraînement associée, - les organes de détection de relief sont décalés les uns par rapport aux autres selon la direction de l'axe de l'arbre d'entraînement, - chaque surface d'entraînement comporte au plus un relief et le nombre P est inférieur ou égal au nombre N.

L'invention a également pour objet un système de vissage du type précité, caractérisé en ce que : - l'un au moins des éléments à visser comporte un relief prévu sur au moins l'une de ses surfaces d'entraînement, et - la douille est telle que définie ci-dessus.

Suivant d'autres modes de réalisation, le système de vissage comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - la visseuse comporte un contacteur débrayable pour la liaison électrique, telle que définie ci-dessus, entre la douille et l'arbre d'entraînement, - le relief est en forme de méplat. L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'un système de vissage selon l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective d'une douille selon l'invention, - la figure 3 est une vue éclatée de la figure 2, - la figure 4 est une vue en perspective d'une tête de la douille selon l'invention, - la figure 5 est une vue partielle en coupe selon le plan V de la figure 4, - la figure 6 est une vue partielle en coupe selon le plan VI de la figure 4, - la figure 7 est une vue en coupe selon le plan VII de la figure 2, - la figure 8 est une vue développée de la partie inférieure d'un élément intermédiaire de la douille, - la figure 9 est une vue en perspective d'un organe de détection de relief selon l'invention, - la figure 10 est une vue en perspective d'un élément à visser selon l'invention, et - la figure 11 est une vue analogue à la figure 7 avec la présence supplémentaire d'une tête de l'élément à visser. Un système de vissage, représenté sur la figure 1, comprend une visseuse électrique asservie. La visseuse électrique asservie comporte de manière classique un moteur 1, entraînant en rotation un arbre d'entraînement 2, et une unité 3 de traitement d'informations de vissage. Le moteur 1 est fixé sur un support 4. L'arbre d'entraînement 2 comporte à son extrémité libre un embout 5 de section transversale en forme d'un carré. Un contacteur 6 débrayable en forme d'un disque est disposé perpendiculairement à l'arbre d'entraînement 2, mobile entre une position embrayée et une position débrayée. En position embrayée, le contacteur 6 est à proximité de l'embout 5, et en position débrayée, le contacteur 6 est sensiblement à l'écart de l'embout 5. Le contacteur 6 comprend un anneau conducteur disposé dans l'épaisseur du disque. Le système de vissage comprend une douille 7 et un jeu d'éléments à visser 8. La douille 7, propre à être fixée sur l'embout 5 de l'arbre d'entraînement, est destinée à entraîner en rotation la vis 8. On a représenté sur la figure 1 l'axe Z commun à l'arbre d'entraînement 2, à la douille 7 et à la vis 8. L'axe Z est supposé vertical. Dans la suite de la description, les termes haut , bas , supérieur , inférieur s'entendent par référence à l'axe vertical Z représenté sur certaines figures et dirigé du bas vers le haut.

La douille 7, visible sur les figures 2 et 3, comprend une tête 9, un corps 10 et un élément intermédiaire 11. La douille 7 est une douille femelle. La tête 9 de la douille, visible sur la figure 4, comprend un disque 12 d'entraînement et un collet cylindrique 13 de liaison venu de matière avec le disque 12. Le disque 12 est de diamètre Dl et présente en son centre une ouverture 14 en forme de carré, également appelée carré d'entraînement. L'ouverture 14 est agencée pour recevoir l'embout 5 de l'arbre d'entraînement. Le disque 12 d'entraînement présente une surface inférieure 16 orientée vers l'intérieur de la douille, et une surface supérieure 18, visible sur la figure 2, orientée vers la visseuse. Le collet cylindrique 13, de diamètre extérieur D2, est destiné à être inséré à l'intérieur du corps 10 de la douille. Une proéminence intérieure 20, venue de matière avec le collet cylindrique 13 et s'étendant vers l'intérieur de celui-ci, est agencée pour recevoir un dispositif de verrouillage 22 de la tête dans le corps. Le collet cylindrique 13 présente sur sa périphérie extérieure une saillie 24 de détrompage, diamétralement opposée au dispositif de verrouillage 22. Le dispositif de verrouillage 22, visible sur la figure 5, comporte un doigt de verrouillage 26, un ressort 28 et un bouchon 30. Le doigt de verrouillage 26 est mobile radialement entre une position de verrouillage et une position de déverrouillage. En l'absence de sollicitation, le doigt 26 est maintenu dans sa position de verrouillage par l'intermédiaire du ressort 28 et du bouchon 30. Une rainure circulaire 32, visible sur les figures 5 et 6, est ménagée dans la face supérieure 18 du disque 12 d'entraînement. La rainure 32 présente une section transversale sensiblement en forme de U. Un orifice 34, visible sur la figure 6, s'étend sensiblement verticalement à travers le disque 12 et la proéminence 20. L'orifice 34 présente une section transversale sensiblement en forme d'un carré. La rainure 32 et l'orifice 34 sont agencés pour recevoir un isolant 36, lui- même prévu pour recevoir un organe 37 de contact électrique. L'organe 37 de contact électrique comporte une bande annulaire 38 disposée dans l'isolant 36 et la rainure 32, du côté de la face supérieure 18, prolongée par une tige 39 sensiblement verticale, de section carrée, disposée à l'intérieur de l'isolant 36 et de l'orifice 34. L'isolant 36 dépasse vers le bas de la proéminence 20, et la tige 39 fait légèrement saillie vers le bas en dehors de l'isolant 36. L'organe 37 de contact électrique est destiné à être relié électriquement avec l'anneau conducteur du contacteur 6 débrayable de la visseuse, lorsque le contacteur 6 est en position embrayée. Le corps 10 de la douille, représenté sur la figure 3, comporte une enveloppe cylindrique 40, dont la section d'extrémité inférieure est partiellement refermée par une paroi d'extrémité 42.

L'enveloppe cylindrique 40 est de révolution autour de l'axe Z, de diamètre extérieur Dl et de diamètre intérieur D2. La section d'extrémité supérieure du cylindre 40 est ouverte et destinée à recevoir le collet cylindrique 13 de liaison de la tête 9. L'enveloppe cylindrique 40 comporte, au voisinage de sa section d'extrémité supérieure, une rainure verticale, non représentée, de réception de la saillie 24 de détrompage et un trou traversant, non représenté, de réception du doigt de verrouillage 26. La paroi d'extrémité 42 présente en son centre une ouverture 44 de forme hexagonale. Le corps 10 comprend six pans 46 d'entraînement sensiblement verticaux, chaque pan s'étendant vers le haut à partir d'un bord de l'ouverture 44. Les pans 46 forment un passage intérieur de forme hexagonale s'étendant verticalement à partir de l'ouverture 44. Chaque pan 46 comporte un trou traversant 48 s'étendant radialement. Les trous traversants 48 sont légèrement décalés dans le même sens d'un trou au suivant selon la direction de l'axe Z et sur un tour. L'élément intermédiaire 11, visible sur la figure 3, comprend un tronc 50 sensiblement vertical, de section transversale hexagonale, et un anneau cylindrique inférieur 52, s'étendant sensiblement verticalement et encerclant la base du tronc 50. Le tronc 50 et l'anneau cylindrique 52 sont réalisés dans un matériau isolant. L'anneau cylindrique 52 est relié à la base du tronc 50 par six paires de branches radiales, chaque paire comprenant une branche inférieure 54 et une branche supérieure, non représentée.

Le tronc 50 comporte six parois 56 verticales. Chaque paroi 56 présente une ouverture 58 de forme rectangulaire, s'étendant radialement. Chaque paroi 56 est reliée par la paire de branches radiales précitée à l'anneau cylindrique 52, les branches supérieure et inférieure 54 correspondantes étant disposées au-dessus et au-dessous de l'ouverture 58. Les ouvertures 58 sont légèrement décalées dans le même sens d'une ouverture à la suivante selon la direction de l'axe Z et sur un tour, de la même manière que les trous 48 et comme représenté sur la figure 8. Un organe 60 de contact électrique, représenté sur la figure 3, est fixé sur le tronc 50 et comprend une bande supérieure 62 de forme hexagonale et douze lamelles 64 latérales. La bande 62 hexagonale est collée sur la tranche d'extrémité supérieure du tronc 50. Les lamelles 64 latérales s'étendent sensiblement verticalement et sont collées par paire sur la surface extérieure de chaque paroi 56, puis sur la surface intérieure de l'anneau cylindrique 52 dans leur partie inférieure. L'organe de contact 60 de l'élément intermédiaire 11 est destiné à être relié électriquement à l'organe de contact 37 de la tête 9. Chaque ouverture 58 est agencée pour recevoir un organe 66 de détection de relief. Chaque organe 66 de détection de relief, visible sur la figure 9, comprend un doigt 68 de détection, une base 70, une barre conductrice 72 et un ressort 74 de compression. Chaque organe 66 de détection de relief est destiné à être sollicité radialement au contact d'une surface d'entraînement d'une tête de vis, laquelle le positionne en fonction de la présence ou de l'absence d'un relief sur ladite surface d'entraînement, dans une position d'absence de contact électrique ou dans une position de contact électrique. En position de contact électrique, la barre conductrice 72 est reliée électriquement à une paire correspondante de lamelles 64. Chaque doigt 68 de détection est apte à coulisser dans le trou traversant 48 d'un pan d'entraînement correspondant du corps 10. Les organes 66 de détection de relief sont légèrement décalés dans le même sens d'un organe au suivant selon la direction de l'axe Z et sur un tour, de la même manière que les trous 48 et comme représenté sur la figure 8.

La vis 8, représentée sur la figure 10, comporte une tête 76 et une tige filetée 77 solidaire de la tête 76. La tête 76 est de forme hexagonale et comporte six pans d'entraînement 78 sensiblement verticaux. La tête 76 présente un méplat 80 sur un de ses pans d'entraînement 78. Le méplat 80 est réalisé sur la partie supérieure de la hauteur du pan d'entraînement 78 et sur toute sa largeur. Le fonctionnement de la douille va maintenant être décrit à l'aide de la figure 11. La douille 7 est d'abord assemblée, afin de pouvoir être utilisée. Le corps 10 est destiné à recevoir l'élément intermédiaire 11 entre l'enveloppe cylindrique 40 et les pans 46. L'élément intermédiaire 11 est ainsi inséré dans le corps 10 par le haut, de sorte que la surface extérieure de l'anneau cylindrique 52 est en contact avec la surface intérieure de l'enveloppe cylindrique 40. La surface intérieure de chaque paroi verticale 56 du tronc est en contact avec la surface intérieure d'un pan 46 correspondant. L'anneau cylindrique 52 est en butée contre la face supérieure de la paroi 42. Après insertion de l'élément intermédiaire 11 dans le corps 10 de la douille, le collet cylindrique 13 de la tête est introduit dans le corps 10. L'introduction est guidée de par l'engagement de la saillie de détrompage 24 dans la rainure de l'enveloppe cylindrique 40 du corps. La fixation de la tête 9 avec le corps 10 est ensuite assurée par l'enclenchement du doigt 26 du dispositif de verrouillage 22 dans le trou de réception correspondant de l'enveloppe cylindrique 40 du corps. Le ressort de compression 28 maintient le dispositif de verrouillage 22 en position verrouillée. Après fixation de la tête 9 avec le corps 10, l'élément intermédiaire 11 est immobilisé à l'intérieur de l'ensemble formé par la tête 9 et le corps 10.

Lorsque la douille 7 est assemblée, l'organe 60 de l'élément intermédiaire est relié électriquement à l'organe 37 de la tête, par l'intermédiaire du contact électrique entre la bande 62 et la tige 39. Lorsque la douille 7 est enclenchée sur l'arbre d'entraînement de la visseuse, l'organe 37 de la tête est relié électriquement à l'unité 3 de traitement d'informations de la visseuse, par l'intermédiaire du contact électrique entre la bande annulaire 38 et le contacteur 6 en position embrayée. Lorsque la visseuse est alimentée, chaque paire de lamelles 64 de l'organe 60 est alors mise sous faible intensité électrique permanente.

Un opérateur place ensuite les pans 46 d'entraînement de la douille au contact de la tête 76 de vis, comme représenté sur la figure 11. Lors de l'insertion de la tête 76 à travers l'ouverture 44, cinq organes 66 de détection de relief sont sollicités au contact des cinq pans d'entraînement 78 de la tête de vis qui ne présentent pas de méplat. Chaque barre conductrice 72 des cinq organes 66 de détection sollicités est alors mise en contact avec une paire de lamelles 64 correspondante et produit une impulsion électrique. Le sixième organe 66 de détection de relief demeure en position d'absence de contact électrique de par la présence du méplat 80. Aucune impulsion électrique n'est générée pour le sixième organe 66 de détection de relief. Les organes 66 de détection de relief, étant légèrement décalés les uns par rapport aux autres selon la direction de l'axe Z, sont mis en mouvement à des instants distincts successifs, et les impulsions électriques sont donc générées successivement.

Les impulsions électriques sont ensuite transmises par l'intermédiaire des lamelles 64 à la bande hexagonale 62, puis à l'organe de contact 37 et enfin à la visseuse électrique asservie par l'intermédiaire de son contacteur 6. Ainsi, la visseuse électrique asservie détecte un signal électrique comportant cinq impulsions électriques pour cette tête 76 de vis.

Lorsque l'opérateur insère une autre tête 76 de vis, avec un nombre différent de méplats, le nombre d'impulsions électriques générées sera différent. Ceci permet à la visseuse de distinguer les deux têtes de vis et d'effectuer une traçabilité correcte pour chaque vis 8. La douille 7 comportant six organes 66 de détection de relief, permet d'utiliser jusqu'à six têtes 76 de vis différentes. En effet, une tête 76 ne possédant aucun méplat génère six impulsions, une tête 76 possédant un méplat génère cinq impulsions, et ainsi de suite jusqu'à une tête 76 possédant cinq méplats, qui génère une impulsion. Il n'est pas prévu d'utiliser de tête 76 possédant six méplats, afin que la visseuse s'assure de la présence effective d'une tête de vis par détection d'au moins une impulsion. En variante, la douille 7 est une douille mâle.

En variante, la tête 76 de l'élément à visser présente plus d'un méplat par surface d'entraînement, et la douille 7 comporte le nombre correspondant d'organes 66 de détection de relief. En variante, la surface d'entraînement de l'élément à visser 8 est de forme 5 incurvée. En variante, le nombre de pans 78 d'entraînement de la tête 76 de l'élément à visser 8 et le nombre de pans 46 d'entraînement de la douille 7sont différents de six, tout en étant toujours égaux ou, au moins, multiples l'un de l'autre.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1.- Douille (7) de visseuse électrique asservie, du type comprenant : - une tête (9) de douille destinée à être fixée sur un arbre d'entraînement (2) de la visseuse, - un corps (10) de douille, relié à la tête (9) de douille et agencé pour recevoir une tête (76) d'un élément à visser (8), ladite tête (76) d'élément (8) comportant N surfaces (78) d'entraînement, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'identification (37, 60, 66) de reliefs (80) prévus sur au moins une des surfaces (78) d'entraînement.

   2.- Douille (7) selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens d'identification (37, 60, 66) sont aptes à produire un signal électrique, fonction du nombre de reliefs (80) identifiés et transmis à une unité (3) de traitement d'informations de la visseuse, par l'intermédiaire d'une liaison électrique entre un organe de contact électrique (37, 60) de la douille (7) et un organe de contact électrique (6) de l'arbre d'entraînement (2).

   3.- Douille (7) selon la revendication 2, caractérisée en ce que le signal électrique produit par les moyens d'identification (37, 60, 66) comporte un nombre d'impulsions électriques correspondant au nombre de reliefs (80) identifiés.

   4.- Douille (7) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lesdits moyens d'identification comprennent P organes (66) de détection de relief, sollicités au contact d'une surface (78) d'entraînement et mobiles, en fonction de la présence ou de l'absence d'un relief (80) sur ladite surface (78) d'entraînement, entre une position d'absence de contact électrique et une position de contact électrique.

   5.- Douille (7) selon la revendication 4, caractérisée en ce que chaque organe (66) de détection de relief est mobile selon une direction sensiblement orthogonale à la direction de l'axe (Z) de l'arbre d'entraînement (2), et en ce que chaque relief (80) d'une tête (76) d'élément à visser (8) forme un retrait par rapport à la surface (78) d'entraînement associée.

   6.- Douille (7) selon la revendication 5, caractérisée en ce que les organes (66) de détection de relief sont décalés les uns par rapport aux autres selon la direction de l'axe (Z) de l'arbre d'entraînement (2).

   7.- Douille (7) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque surface (78) d'entraînement comporte au plus un relief (80) et le nombre P est inférieur ou égal au nombre N.

   8.- Système de vissage, du type comprenant une visseuse électrique asservie, comportant un moteur (1), fixé sur un support (4) et entraînant en rotation un arbre d'entraînement (2), et une unité (3) de traitement d'informations de vissage, une douille (7) adaptée pour être fixée à l'arbre d'entraînement (2), et un jeu d'éléments à visser (8) ayant une tête (76) adaptée pour coopérer avec la douille (7) et présentant N surfaces (78) d'entraînement, caractérisé en ce que : - l'un au moins des éléments à visser (8) comporte un relief (80) prévu sur au moins l'une de ses surfaces (78) d'entraînement, et - la douille (7) est conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.

   9.- Système de vissage selon la revendication 8, caractérisé en ce que la douille (7) est conforme à la revendication 2, et en ce que la visseuse comporte un contacteur (6) débrayable pour la liaison électrique entre la douille (7) et l'arbre d'entraînement (2).

   10.- Système de vissage selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le relief (80) est en forme de méplat.20