FR2947471A1

FR2947471A1 - Moyen de controle des caracteristiques du serrage par un poste de vissage

Info

Publication number: FR2947471A1
Application number: FR0954487A
Authority: FR
Inventors: L Uboš Polacek
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2009-07-01
Filing date: 2009-07-01
Publication date: 2011-01-07

Abstract

Moyen de contrôle des caractéristiques d'un serrage pour un poste de vissage (1) comprenant une visseuse motorisée (20), qui entraîne une douille de serrage pour serrer un assemblage (42), cette visseuse étant fixée sur un support (30), caractérisé en ce que ce moyen de contrôle (50) forme un sous-ensemble comprenant un moyen de vissage (60) serrant un élément (64) simulant une élasticité de l'assemblage à réaliser, et un moyen de mesure (52) des caractéristiques du vissage, et en ce que ce sous-ensemble se fixe sur le support (30), la douille étant reliée à ce moyen de vissage pour pouvoir lancer un serrage.

Description

MOYEN DE CONTROLE DES CARACTERISTIQUES DU SERRAGE PAR UN POSTE DE VISSAGE

La présente invention concerne un moyen de contrôle d'un poste de vissage comprenant une visseuse automatisée, ainsi qu'un procédé de contrôle utilisant ce moyen de contrôle. Certains assemblages par vissage automatisé réalisés sur des lignes de production, pour les véhicules automobiles notamment, nécessitent un contrôle rigoureux des caractéristiques de ce vissage pour s'assurer de la qualité de l'assemblage. En effet un contrôle du couple de serrage de la vis ou de l'écrou entraîné pendant l'opération de vissage, permet de détecter des défaillances dans les pièces à assembler, et de garantir une bonne tenue de l'assemblage en évitant un desserrage au cours de la durée de vie du produit. En particulier pour les trains roulants des véhicules automobiles, les éléments de suspension maintenus par des écrous serrés sur des filetages, sont soumis à des vibrations et à des contraintes alternatives qui pourraient entraîner un desserrage. Le contrôle des valeurs du couple pendant le serrage en fonction des tolérances définies, assure la sécurité du véhicule. Un poste de vissage comprend généralement une visseuse motorisée qui entraîne par une transmission mécanique fixée sur un support coulissant axialement, une douille qui s'emboîte sur l'empreinte d'une vis ou d'un écrou, pour l'entraîner en rotation.

La visseuse comporte un moyen propre de commande du couple de serrage, pour piloter le vissage et effectuer un serrage suivant les caractéristiques demandées. La transmission mécanique comprenant des engrenages et des paliers de guidage d'arbres de transmission, comporte des jeux et des frottements qui avec la température ou l'usure notamment, peuvent évoluer. Ces évolutions peuvent entraîner une modification des caractéristiques du couple réellement appliqué par la douille située en sortie de la transmission mécanique. Il est alors nécessaire de réaliser périodiquement des mesures des caractéristiques réelles du serrage appliqué par la douille, en effectuant un contrôle sur un banc de contrôle. Pour prendre en compte la cinématique complète, on dépose la visseuse avec sa transmission mécanique du support coulissant, pour fixer l'ensemble sur le banc de contrôle et réaliser des mesures. De cette manière on mesure les caractéristiques réelles en sortie de la transmission mécanique, qui sont celles appliquées effectivement par la douille sur la vis ou l'écrou à serrer, pour vérifier la capabilité du poste de vissage. On peut en particulier comparer les caractéristiques réelles avec celles demandées par le moyen propre de commande de la visseuse, et réaliser un étalonnage en prenant en compte les évolutions du poste de vissage, Un problème qui se pose est que la dépose de la visseuse avec sa transmission mécanique, du support coulissant, est longue à effectuer et fait perdre du temps. On ne réalise alors pas souvent cette opération, qui est faite par exemple toutes les semaines.

De plus la dépose suivie d'une repose entraîne des risques qualité, des éléments pouvant ne pas être parfaitement ajustés lors de cette repose. La présente invention a notamment pour but d'apporter une solution simple et efficace, permettant de réaliser rapidement et de manière fiable, des mesures du serrage effectué par une visseuse installée sur un poste de vissage. Elle propose à cet effet un moyen de contrôle des caractéristiques d'un serrage par un poste de vissage comprenant une visseuse motorisée, qui entraîne une douille de serrage pour serrer un assemblage, cette visseuse étant fixée sur un support, caractérisé en ce que ce moyen de contrôle forme un sous-ensemble comprenant un moyen de vissage serrant un élément simulant une élasticité de l'assemblage à réaliser, et un moyen de mesure des caractéristiques du vissage, et en ce que ce sous-ensemble se fixe sur le support, la douille étant reliée à ce moyen de vissage pour pouvoir lancer un serrage. Un avantage de ce moyen de contrôle d'un poste de vissage, est qu'en fixant le sous-ensemble de contrôle comprenant l'élément simulant l'élasticité sur le support du poste de vissage, on peut rapidement et sans démonter ce poste, effectuer une mesure des caractéristiques réelles appliquées par la douille de la visseuse, dans des conditions similaires. De plus le moyen de contrôle selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, le moyen de mesure des caractéristiques du vissage comporte un capteur de couple. Selon un mode de réalisation, le sous-ensemble formé par ce moyen de contrôle comporte un boîtier comprenant un axe du moyen de vissage, qui est placé sensiblement suivant l'axe de la douille de serrage. Le moyen de vissage peut comporter une vis disposée suivant l'axe du boîtier, recevant un écrou, l'élément simulant l'élasticité de l'assemblage à réaliser, étant serré entre la vis et l'écrou.

L'élément simulant l'élasticité de l'assemblage à réaliser, peut comporter une rondelle élastique encadrée par deux parties métalliques qui répartissent la pression sur cette rondelle élastique, ces éléments étant traversés par la vis du moyen de serrage. Avantageusement, le support du poste de vissage recevant ce moyen de contrôle, est coulissant suivant l'axe du serrage. Le support peut comporter des colonnettes d'appui sur l'assemblage à réaliser, encadrant un arbre de sortie comportant à son extrémité la douille de vissage, le moyen de contrôle étant fixé à l'extrémité de ces colonnettes. L'invention a aussi pour objet un procédé de contrôle utilisant un moyen de contrôle comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes, ce procédé comportant de plus les opérations suivantes, on fixe périodiquement le moyen de contrôle sur le poste de vissage pour réaliser des mesures sur plusieurs serrages successifs, et on effectue des calculs statistiques sur les mesures de ces vissages. L'invention a de plus pour objet un poste de vissage utilisant un moyen de contrôle comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes, ce poste de vissage étant utilisé pour effectuer un serrage d'éléments de suspensions de véhicules automobiles. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue d'ensemble d'un poste de vissage à deux visseuses, recevant des éléments porteurs de véhicules automobiles ; - la figure 2 est un schéma de la cinématique de la visseuse, recevant un sous-ensemble de contrôle selon l'invention ; et - la figure 3 est une vue en coupe axiale du sous-ensemble de contrôle. La figure 1 présente un poste de vissage 1 comprenant un bâti 2, supportant un premier chariot de positionnement 4, coulissant verticalement et entraîné par une motorisation. Le premier chariot de positionnement 4 supporte à son tour un deuxième chariot de vissage 6 coulissant aussi verticalement par rapport à ce premier chariot, ce deuxième chariot étant entraîné par un vérin 8 prenant appui sur le premier chariot. Le deuxième chariot de vissage 6 comporte deux visseuses 20, pour effectuer en parallèle une opération de vissage sur deux assemblages. Des systèmes de guidage 10 permettent de guider des câbles ou des canalisations, pour successivement établir des connexions entre le bâti 2 et le premier chariot de positionnement 4, et ce premier chariot et le deuxième chariot de vissage 6. Un chariot de manutention 40 monté sur des roulettes, reçoit sur son plateau deux demi-trains roulant 42 d'un véhicule automobile, placés par un opérateur, chaque demi-train comportant un ressort de suspension 46 qui est disposé verticalement. Une fois les demi-trains 42 mis en place sur le chariot de manutention 40, l'opérateur positionne ce chariot sous le poste de vissage 1. Un bridage permet de fixer le chariot de manutention 40 sur le poste de vissage 1, pour maintenir un positionnement précis des demi-trains 42 par rapport à ce poste.

Le cycle de vissage est ensuite lancé par l'opérateur. Le premier chariot de positionnement 4 descend sur les demi-trains 42, pour comprimer les ressorts de suspension 46. Quand les ressorts de suspension 46 sont suffisamment comprimés, le premier chariot de positionnement 4 s'arrête, et un écrou peut venir se visser sur le dessus d'une tige 44 placée dans l'axe de la suspension, comportant dans sa partie supérieure un filetage, pour maintenir ces ressorts en place. Le deuxième chariot de vissage 6 guidé sur le premier chariot de positionnement 4, comporte une plaque horizontale 30 qui supporte des transmissions mécaniques 24 placées au dessus, des deux visseuses 20.

Chaque transmission mécanique 24 reçoit une motorisation 22 disposée verticalement et tournée vers le haut. Un arbre de sortie 28 entraîné par la transmission mécanique 24, et disposé suivant l'axe vertical de coulissement du deuxième chariot de vissage 6, traverse la plaque de support 30, son extrémité inférieure recevant une douille de serrage. Deux colonnettes 26 encadrent l'arbre de sortie 28, elles pressent sur l'assemblage à serrer à l'aide d'un coulissement axial et de ressorts disposés suivant leur axe. Lors de la descente du chariot de vissage 6, la douille de serrage vient en appui sur l'écrou à visser. Un début de rotation de la motorisation 22 entraînant la douille de serrage, permet à cette douille de tourner et de s'emboîter sur l'écrou quand son angle correspond à celui de l'empreinte de cet écrou. On réalise alors le serrage de l'écrou, un système propre de commande venant piloter la motorisation 22 suivant des caractéristiques définies, pour ajuster le couple de serrage de cet écrou.

Suivant un procédé de contrôle connu, pour vérifier périodiquement le couple réel de vissage effectivement appliqué par la douille de serrage, et le comparer au couple demandé par le système propre de commande, en tenant compte d'une évolution de la transmission mécanique 24 due notamment à l'usure, on démonte la visseuse 20 comprenant la motorisation 22 et sa transmission mécanique 24, pour effectuer un test sur un banc de contrôle situé en dehors du poste de vissage 1. On mesure notamment la capabilité du poste de vissage 1, traduisant l'aptitude du poste à visser de manière précise et répétable.

La capabilité du poste comporte une valeur CP qui traduit l'aptitude du poste à appliquer le couple de serrage avec d'une manière statistique peu d'écart entre les différentes mesures, c'est-à-dire comportant une faible dispersion. La capabilité comporte aussi une valeur CPK traduisant l'aptitude du poste à appliquer une valeur moyenne des couples de serrage, qui soit proche du milieu de l'intervalle de tolérance demandé. Le démontage et le remontage de la visseuse 20 est relativement long et onéreux. De plus chaque manipulation comporte un risque de mauvais montage. La figure 2 présente une visseuse 20, fixée sur la plaque de support 30 du deuxième chariot de vissage 6. La plaque de support 30 reçoit sur le dessus la transmission mécanique 24 avec sa motorisation 22, comportant l'arbre de sortie 28 tourné vers le dessous. Un sous-ensemble de contrôle 50 comporte un boîtier 56 qui est fixé de manière rigide, à la base des colonnettes 26. Le boîtier 56 a une forme sensiblement cylindrique, qui est aligné sur l'axe de l'arbre de sortie 28. Le sous-ensemble de contrôle 50 comporte un capteur de couple 52, qui est relié par un cordon à un banc portable de mesure 54. La figure 3 présente le boîtier 56 comprenant suivant son axe une vis 60 comportant un filetage tourné vers le haut, la base de ce filetage se 30 terminant par un épaulement 62.

L'extrémité inférieure de la vis 60 est reliée au capteur de couple 52, qui est lui-même bloqué en rotation par une douille inférieure 74 reliée au boîtier 56. Un simulateur d'amortissement 64 comporte une rondelle élastique 68 réalisée en élastomère, encadrée axialement par deux rondelles métalliques 66 qui répartissent la pression sur cette rondelle élastique. Le simulateur d'amortissement 64 forme un ensemble cylindrique qui est centré dans le boîtier 56. La vis 60 traverse axialement les rondelles 66, 68 formant le simulateur d'amortissement 64, qui prend appui vers le bas sur l'épaulement 62 de cette vis. Un écrou de serrage 70 est vissé sur la vis 60 au dessus du simulateur d'amortissement 64, qui comporte une élasticité axiale correspondant sensiblement à celle donnée par le serrage de l'écrou du demi-train 42 à assembler.

Le fonctionnement du sous-ensemble de contrôle 50 est le suivant. Périodiquement, de préférence une fois par jour, l'opérateur fixe le boîtier 56 du sous-ensemble de contrôle 50 aux extrémités des colonnettes 26 du deuxième chariot de vissage 6, le banc de mesure 54 étant connecté au capteur de couple 52.

Ce montage est simple et rapide, le sous-ensemble de contrôle 50 avec son banc portable de mesure 54 étant des appareils relativement légers. L'opérateur lance ensuite un cycle de serrage du banc de vissage 1. Le système propre de commande de la motorisation 22 pilote cette motorisation suivant les caractéristiques de couple définies. En même temps, le banc de mesure 54 enregistre le couple de serrage réel appliqué sur l'écrou 70, qui est transmis au capteur de couple 52 par la vis 60. On notera que le serrage de l'écrou 70 venant serrer le simulateur d'amortissement 64, se comporte sensiblement comme le serrage réel des demi-trains 42, grâce à ce simulateur qui donne une progressivité au serrage.

L'enregistrement réalisé tient compte avec ce sous-ensemble de contrôle 50 qui est placé dans des conditions similaires à celles du demi-train 42, de toutes les variations du poste de vissage 1, et notamment des variations de la transmission mécanique 24.

On peut de même lancer plusieurs cycles successifs de serrage pour pouvoir établir des statistiques sur ce serrage, et en déduire des valeurs moyennes qui sont comparées avec celles demandées. On réalise notamment un calcul de la capabilité pour les valeurs CP, CPK de la machine.

On peut enfin corriger les valeurs demandées par le système propre de commande de la motorisation 22, en fonction des écarts mesurés, pour rétablir les valeurs demandées donnant le bon résultat. En variante on peut disposer dans le sous-ensemble de contrôle 50, un capteur mesurant à la fois le couple et l'angle de rotation pendant les vissages, pour contrôler sur ces vissages des caractéristiques complémentaires.

Claims

REVENDICATIONS1 û Moyen de contrôle des caractéristiques d'un serrage pour un poste de vissage (1) comprenant une visseuse motorisée (20), qui entraîne une douille de serrage pour serrer un assemblage (42), cette visseuse étant fixée sur un support (30), caractérisé en ce que ce moyen de contrôle (50) forme un sous-ensemble comprenant un moyen de vissage (60) serrant un élément (64) simulant une élasticité de l'assemblage à réaliser, et un moyen de mesure (52) des caractéristiques du vissage, et en ce que ce sous-ensemble se fixe sur le support (30), la douille étant reliée à ce moyen de vissage pour pouvoir lancer un serrage. 2 û Moyen de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de mesure des caractéristiques du vissage, comporte un capteur de couple (52). 3 û Moyen de contrôle selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le sous-ensemble formé par ce moyen de contrôle (50), comporte un boîtier (56) comprenant un axe du moyen de vissage, qui est placé sensiblement suivant l'axe de la douille de serrage. 4 û Moyen de contrôle selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen de vissage comporte une vis (60) disposée suivant l'axe du boîtier (56), recevant un écrou (70), l'élément simulant l'élasticité (64) de l'assemblage à réaliser, étant serré entre la vis et l'écrou. 5 û Moyen de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément (64) simulant l'élasticité de l'assemblage à réaliser, comporte une rondelle élastique (68) encadrée par deux parties métalliques (66) qui répartissent la pression sur cette rondelle élastique, ces éléments étant traversés par la vis du moyen de serrage. 6 û Moyen de contrôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (30) du poste de vissage recevant ce moyen de contrôle (50), est coulissant suivant l'axe du serrage.7 ù Moyen de contrôle selon la revendication 6, caractérisé en ce que le support (30) comporte des colonnettes (26) d'appui sur l'assemblage à réaliser, encadrant un arbre de sortie (28) comportant à son extrémité la douille de vissage, le moyen de contrôle (50) étant fixé à l'extrémité de ces colonnettes. 8 ù Procédé de contrôle utilisant un moyen de contrôle (50) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on fixe périodiquement ce moyen de contrôle (50) sur le poste de vissage (1) pour réaliser des mesures sur plusieurs serrages successifs, et on effectue des calculs statistiques sur les mesures de ces vissages. 9 ù Poste de vissage utilisant un moyen de contrôle (50) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est utilisé pour effectuer un serrage d'éléments de suspensions (42) de véhicules automobiles.