"MATRICE PORTE-PIECE". "MATRIX HOLDER".
La présente invention concerne une matrice porte-pièce pour l'assemblage d'une pièce en tôle avec une 5 autre pièce. L'assemblage de pièces en tôle avec d'autres pièces, notamment par soudage et par sertissage, est effectué sur des stations robotisées en maintenant la pièce en tôle au moyen d'une matrice ayant la forme de la 10 pièce et comprenant un système d'aspiration. De telles matrices de maintien sont lourdes et leur manipulation est compliquée. Le document US-A-2010/0252973 décrit un dispositif de maintien pour l'assemblage de pièces qui sont 15 maintenues en position, les unes par rapport aux autres, par des moyens d'aspiration. L'assemblage par sertissage est caractérisé par des efforts transversaux par rapport à la direction d'aspiration, qui agissent sur la pièce en tôle pendant 20 le sertissage. En effet, l'opération de sertissage étant réalisée par un robot ayant un galet en bout de bras avec lequel la tôle est pliée en deux ou trois passes, la force du galet a tendance à faire déplacer la tôle latéralement sur la matrice. 25 Le but de l'invention est de pallier les inconvénients indiqués ci-avant. Le but de l'invention est atteint avec un dispositif porte-pièce adapté pour maintenir par aspiration une pièce en tôle destinée à être assemblée par sertissage 30 avec une autre pièce en tôle, le dispositif comprenant une matrice dont la surface de pose en contact avec la pièce à maintenir est pourvue de moyens d'aspiration susceptibles d'être reliées à une source de vide, la force de sertissage produisant une forte composante dans 35 le plan de la surface de pose. Selon l'invention, la matrice comprend un cadre de support de la zone d'assemblage des pièces en tôle et les 1 moyens d'aspiration sont intégrés dans la surface de pose le plus près possible de la zone d'assemblage de la pièce à maintenir et le long de celle-ci. Selon différents mode de réalisation de l'invention, cette dernière concerne également les caractéristiques ci-après, considérées isolément ou selon toutes combinaisons techniquement possibles : la matrice comprend une partie centrale d'interface à laquelle le cadre est relié par des éléments en forme de barres, les moyens d'aspiration communiquant à travers les barres et la partie centrale d'interface avec la source de vide ; - le dispositif comprend des moyens assurant l'étanchéité entre la pièce en tôle à maintenir et la 15 surface de pose du cadre ; - les moyens d'aspiration comprennent des cavités débouchant dans la surface de pose, chaque cavité étant pourvue d'un orifice pour le raccordement de la cavité à la source de vide ; 20 - les moyens assurant l'étanchéité comprennent des joints disposés en saillie par rapport à la surface de pose ; - les joints sont en un matériau élastiquement déformable entre un état où ils sont en saillie sur la 25 surface de pose du cadre et un état où ils sont comprimés pour assurer l'étanchéité ; - les moyens assurant l'étanchéité sont formés par un presseur disposé de façon à pouvoir presser les pièces en tôle à assembler sur la surface de pose du cadre ; 30 - les moyens assurant l'étanchéité sont formés à la fois par le presseur et des joints disposés en saillie par rapport à la surface de pose du cadre ; - la partie centrale d'interface comprend des moyens de fixation de la matrice à un bras de robot ; 35 - les moyens d'aspiration sont également intégrés dans la surface de la partie centrale d'interface maintenant la pièce en tôle par son centre. The present invention relates to a workpiece die for joining a sheet metal part to another workpiece. The assembly of sheet metal parts with other parts, in particular by welding and crimping, is carried out on robotized stations by holding the sheet metal part by means of a matrix having the shape of the part and comprising a system of FIG. suction. Such holding matrices are heavy and their handling is complicated. US-A-2010/0252973 discloses a holding device for assembling parts which are held in position, relative to one another, by suction means. The crimp joint is characterized by transverse forces with respect to the suction direction, which act on the sheet metal part during crimping. Indeed, the crimping operation being performed by a robot having a roller end arm with which the sheet is folded in two or three passes, the force of the roller tends to move the sheet laterally on the matrix. The object of the invention is to overcome the disadvantages indicated above. The object of the invention is achieved with a workpiece holder adapted to maintain by suction a sheet metal part intended to be assembled by crimping with another sheet metal part, the device comprising a matrix whose laying surface in contact with the part to be maintained is provided with suction means capable of being connected to a source of vacuum, the crimping force producing a strong component in the plane of the laying surface. According to the invention, the matrix comprises a support frame for the assembly area of the sheet metal parts and the 1 suction means are integrated into the laying surface as close as possible to the assembly area of the workpiece. maintain and along it. According to different embodiments of the invention, the latter also relates to the following characteristics, considered in isolation or in any technically possible combination: the matrix comprises a central interface portion to which the frame is connected by elements in the form of bars, the suction means communicating through the bars and the central interface portion with the vacuum source; the device comprises means ensuring the seal between the sheet metal part to be maintained and the laying surface of the frame; the suction means comprise cavities opening into the laying surface, each cavity being provided with an orifice for connecting the cavity to the vacuum source; The means providing the seal comprise seals arranged projecting with respect to the laying surface; the seals are made of an elastically deformable material between a state where they project on the laying surface of the frame and a state where they are compressed to seal; - The sealing means are formed by a presser arranged to be able to press the sheet metal parts to be assembled on the laying surface of the frame; The sealing means are formed by both the presser and seals arranged projecting with respect to the laying surface of the frame; the central interface portion comprises means for fixing the matrix to a robot arm; The suction means are also integrated into the surface of the central interface portion holding the sheet metal part by its center.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-après d'un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention. La description est faite en référence aux dessins annexés dont . - la figure 1 représente schématiquement un assemblage par sertissage au titre d'un exemple 10 d'application de la présente invention, - la figure 2 représente un dispositif selon l'invention en une vue en perspective, - la figure 3 représente une cavité aspirante du dispositif de la figure 2, et 15 - la figure 4 représente, en une vue en perspective, une pièce supplémentaire pour la partie centrale d'interface du dispositif. La figure 1 représente schématiquement, à titre d'exemple, l'assemblage par sertissage de deux tôles 20, 20 23 d'une porte d'un véhicule automobile, la tôle 20 étant la face extérieure - également appelée la peau - de la porte et la tôle 23 étant la face intérieure - également appelée la doublure - de la porte. La tôle 20 étant posée directement sur une matrice (représentée par un cadre 1) 25 et le bord de la tôle 20 est replié sur le bord de la tôle 23 le long de sa périphérie par un galet de sertissage 31 porté par un bras 30. Pendant l'assemblage, la tôle 20 est maintenue sur la matrice par aspiration. Il ressort de la figure 1 qu'une composante 30 horizontale, c'est-à-dire une composante agissant dans le plan d'une surface de pose 2 de la matrice, provoque un glissement de la tôle 20 sur la matrice. De plus, l'effort du galet 31 tend à soulever la tôle 20 par rapport à la matrice. Ces différents efforts sont 35 indiqués sur la figure 1 par des flèches 101 à 104. La flèche 101 représente l'effort de pliage exercé sur le bord de la pièce 20, la flèche 102 représente l'effort d'appui du galet 31 avec ses composantes horizontale et verticale sur le bord plié de la pièce 20, les flèches 103 représentent l'effort d'aspiration et la flèche 104 représente l'effort de maintien exercé par un presseur 32 sur les deux pièces en tôle 20, 23. L'invention propose une matrice adaptée pour empêcher aussi bien le glissement de la tôle 20 que son soulèvement. Comme le montre la figure 2, la matrice comprend à cette fin un cadre de support 1 dont la forme correspond à celle du bord de la tôle 20, de façon que les bords à assembler par sertissage reposent sur la matrice. Le cadre 1 est relié par des éléments 4 en forme de barres à une partie centrale d'interface 3 adaptée pour le montage de la matrice par exemple sur le bras d'un robot. Pour éviter tout risque de glissement et de soulèvement de la tôle 20 sur le cadre 1, celui-ci comporte des moyens d'aspiration 5 intégrés au cadre 1 et conformés pour maintenir la tôle 20 de manière étanche en appui sur la surface de pose 2 de la matrice. Les moyens d'aspiration sont constitués par des cavités 5 formées dans la surface de pose 2 du cadre 1. Les cavités 5 comportent, dans le fond de chaque cavité, un orifice 8 permettant à la cavité de communiquer avec une source de vide 40 qui, par l'effet d'aspiration, engendre une dépression dans les cavités. La communication des cavités 5 avec la source de vide 40 se fait, outre par l'orifice 8, par des canaux appropriés formés dans les barres 4 reliant le cadre 1 à la partie centrale d'interface 3 et d'autres canaux ou conduits reliant la partie 3 et un support de la matrice à la source de vide 40. Comme le montrent les figures 2 et 3, les cavités 5 sont de forme oblongue et sont réparties sur toute la partie du cadre 1 qui supporte les bords des tôles 20, 23 à assembler. En longeant le cadre 1, les cavités 5 occupent ainsi pratiquement toute la largeur de celui-ci. Other features and advantages of the present invention will emerge from the following description of an embodiment of a device according to the invention. The description is made with reference to the accompanying drawings of which. FIG. 1 schematically represents a crimped assembly according to an application example of the present invention, FIG. 2 represents a device according to the invention in a perspective view, FIG. 3 represents a suction cavity. 2, and FIG. 4 is a perspective view of an additional part for the central interface part of the device. FIG. 1 schematically represents, by way of example, crimping of two sheets 20, 23 of a door of a motor vehicle, the sheet 20 being the outer face - also called the skin - of the door and the sheet 23 being the inner face - also called the lining - of the door. The sheet 20 being placed directly on a matrix (represented by a frame 1) 25 and the edge of the sheet 20 is folded over the edge of the sheet 23 along its periphery by a crimping roller 31 carried by an arm 30. During assembly, the sheet 20 is held on the die by suction. It appears from FIG. 1 that a horizontal component, that is to say a component acting in the plane of a laying surface 2 of the matrix, causes sliding of the sheet 20 on the matrix. In addition, the force of the roller 31 tends to lift the plate 20 relative to the matrix. These various forces are indicated in FIG. 1 by arrows 101 to 104. The arrow 101 represents the bending force exerted on the edge of the part 20, the arrow 102 represents the bearing force of the roller 31 with its horizontal and vertical components on the folded edge of the part 20, the arrows 103 represent the suction force and the arrow 104 represents the holding force exerted by a presser 32 on the two sheet metal parts 20, 23. The The invention proposes a matrix adapted to prevent both the sliding of the sheet 20 and its lifting. As shown in Figure 2, the matrix comprises for this purpose a support frame 1 whose shape corresponds to that of the edge of the sheet 20, so that the edges to be assembled by crimping rest on the matrix. The frame 1 is connected by elements 4 in the form of bars to a central portion of interface 3 adapted for mounting the matrix for example on the arm of a robot. To avoid any risk of slippage and lifting of the sheet 20 on the frame 1, it comprises suction means 5 integrated in the frame 1 and shaped to maintain the sheet 20 sealingly resting on the laying surface 2 of the matrix. The suction means consist of cavities 5 formed in the laying surface 2 of the frame 1. The cavities 5 comprise, in the bottom of each cavity, an orifice 8 allowing the cavity to communicate with a vacuum source 40 which , by the suction effect, generates a depression in the cavities. The communication of the cavities 5 with the vacuum source 40 is, besides the orifice 8, by appropriate channels formed in the bars 4 connecting the frame 1 to the central part of the interface 3 and other channels or conduits connecting part 3 and a support of the matrix at the vacuum source 40. As shown in FIGS. 2 and 3, the cavities 5 are of oblong shape and are distributed over the part of the frame 1 which supports the edges of the sheets 20, 23 to assemble. Along the frame 1, the cavities 5 occupy virtually the entire width of the latter.
Cette disposition des cavités 5 permet d'ailleurs de se rapprocher au plus près de la zone d'assemblage, c'est-à-dire de la zone à sertir, et permet en plus d'avoir une force de maintien très uniforme sur tout le pourtour de la matrice. Or, la surface de la tôle 20, qui repose directement sur la surface de pose 2 du cadre 1, ou plus précisément sur les bords des cavités 5, n'a pas toujours parfaitement la forme qu'elle devrait théoriquement avoir. Il peut donc se produire des « fuites de vide » diminuant la force de maintien de la tôle 20 sur le cadre 1. Pour éviter de telles fuites et assurer une étanchéité optimale entre la tôle 20 et chacune des cavités 5, l'invention prévoit de disposer autour de chaque cavité, dans une gorge 6 formée à cet effet, un joint d'étanchéité 7 (voir figure 1). Les joints 7 sont disposés en saillie sur la surface de pose 2 du cadre 1 et sont par ailleurs en un matériau élastiquement déformable entre un état où ils sont en saillie sur la surface de pose du cadre et un état où ils sont comprimés pour assurer l'étanchéité. De plus, les joints 7 doivent répondre aux critères suivants . - bon coefficient d'adhérence à la tôle pour 25 pouvoir participer à la résistance au glissement de la tôle par rapport à la matrice ; - bonne résistance à l'abrasion ; - bonne résistance à l'écrasement répété, c'est-à-dire à la fatigue ; - bonne élasticité pour présenter une étanchéité parfaite ; - dimensions du joint par rapport aux dimensions de la gorge de façon que le joint ne sorte pas de son logement lorsque le vide est créé ; compressibilité suffisante ; le joint qui dépasse de la surface de pose 2 de la matrice de quelques millimètres lorsqu'il n'est pas sollicité, doit pouvoir 30 35 s'écraser de nombreuses fois jusqu'à la surface de la matrice afin que la pièce en tôle ne soit pas déformée par la matrice ; et le joint doit revenir à sa forme initiale après écrasement, - le joint ne doit pas être réalisé en une matière siliconée pour ne pas perturber la pose des peintures. Afin d'assurer un maintien optimal de la pièce 20 sur la matrice, la surface de support constituée par la surface de pose 2 du cadre 1 peut être augmentée par celle d'une pièce complémentaire 10 représentée sur la figure 4. La pièce 10 est adaptée pour être montée sur la partie centrale d'interface 3 de la matrice et comprend une surface de pose 11 dans laquelle sont formées deux cavités aspirantes 12 et des trous de fixation 14. La forme des cavités 12 est définie à partir d'une courbe. Chacune des deux cavités 12 est délimitée par une gorge 13 destinée à recevoir un joint qui sera logé en dépassant de la surface 11 en l'état non comprimé. Chacune des cavités 12 comprend en outre, dans son fond, un orifice 15 par lequel elle peut être reliée à la source de vide 40, de manière analogue à la conception des cavités 5. Selon une variante de réalisation visible sur la figure 1, le dispositif de l'invention comprend un presseur 32 disposé de façon à presser les deux tôles à assembler sur la matrice. Le presseur 32 exerçant un effort suffisant sur la tôle 23 et donc aussi sur la tôle 20, l'étanchéité entre les cavités 5 et la tôle 20 est assurée. La présence d'un presseur 32 permet donc même de s'affranchir complètement de joints d'étanchéité. Il est toutefois également possible, comme l'évoque la figure 1, de prévoir à la fois des joints 7 et le presseur 32. This arrangement of the cavities 5 makes it possible moreover to approach closer to the assembly zone, that is to say of the zone to be crimped, and in addition allows to have a very uniform holding force on all around the matrix. However, the surface of the sheet 20, which rests directly on the laying surface 2 of the frame 1, or more precisely on the edges of the cavities 5, does not always have exactly the shape that it should theoretically have. There can therefore be "vacuum leakage" decreasing the holding force of the sheet 20 on the frame 1. To prevent such leakage and ensure optimum sealing between the sheet 20 and each of the cavities 5, the invention provides for arrange around each cavity, in a groove 6 formed for this purpose, a seal 7 (see Figure 1). The seals 7 are arranged protruding on the laying surface 2 of the frame 1 and are also made of an elastically deformable material between a state where they project on the laying surface of the frame and a state where they are compressed to ensure the sealing. In addition, the joints 7 must meet the following criteria. good adhesion coefficient to the sheet to participate in the sliding resistance of the sheet relative to the matrix; - good resistance to abrasion; - good resistance to repeated crushing, that is to say to fatigue; - good elasticity to present a perfect seal; - dimensions of the seal relative to the dimensions of the groove so that the seal does not come out of its housing when the vacuum is created; sufficient compressibility; the seal which protrudes from the laying surface 2 of the die by a few millimeters when it is not stressed, must be able to crash many times to the surface of the die so that the sheet metal part not deformed by the matrix; and the seal must return to its original shape after crushing, - the seal must not be made of a silicone material so as not to disturb the laying of the paints. In order to ensure optimal retention of the part 20 on the matrix, the support surface formed by the laying surface 2 of the frame 1 can be increased by that of a complementary part 10 shown in FIG. adapted to be mounted on the central interface portion 3 of the matrix and comprises a laying surface 11 in which are formed two suction cavities 12 and fixing holes 14. The shape of the cavities 12 is defined from a curve . Each of the two cavities 12 is delimited by a groove 13 intended to receive a seal which will be housed protruding from the surface 11 in the uncompressed state. Each of the cavities 12 further comprises, in its bottom, an orifice 15 through which it can be connected to the vacuum source 40, similarly to the design of the cavities 5. According to an alternative embodiment shown in FIG. device of the invention comprises a presser 32 arranged to press the two sheets to be assembled on the matrix. The pressure 32 exerting sufficient force on the sheet 23 and thus also on the sheet 20, the seal between the cavities 5 and the sheet 20 is ensured. The presence of a presser 32 thus makes it possible to completely get rid of seals. However, it is also possible, as shown in FIG. 1, to provide both seals 7 and presser 32.