FR3092076A1 - Berceau pour une ligne robotisée d’assemblage de pièces de carrosserie - Google Patents

Abstract

BERCEAU POUR UNE LIGNE ROBOTISÉE D’ASSEMBLAGE DE PIÈCES DE CARROSSERIE Berceau (5) pour pièce de carrosserie de véhicule automobile, destiné à une ligne robotisée d’assemblage de ladite pièce et comprenant : un bâti (7), au moins une poutre (21) avec un axe longitudinal (x), montée de manière rotative autour dudit axe (x) sur le bâti (7), et présentant au moins deux faces de montage (27A) de supports de la pièce, lesdites faces (27A) présentant des orientations angulaires distinctes, un dispositif d’actionnement (19) en rotation indexée de l’au moins une poutre (21), le berceau (5) comprenant au moins trois poutres (21) de l’au moins une poutre (21), disposées parallèlement l’une à l’autre et synchronisées en rotation. (Fig 1)

Description

BERCEAU POUR UNE LIGNE ROBOTISÉE D’ASSEMBLAGE DE PIÈCES DE CARROSSERIE

L’invention a trait au domaine des véhicules automobiles, plus particulièrement à l’assemblage de pièces de carrosserie d’un véhicule automobile.

La production d’un véhicule automobile nécessite la fabrication de différentes pièces, telles que des ouvrants du véhicule. Ces pièces sont confectionnées sur des lignes d’assemblage spécifiques à chaque pièce et, généralement, au modèle de véhicule que l’on souhaite fabriquer. Ainsi, une pièce est généralement composée de plusieurs éléments, chaque élément étant positionné sur un berceau spécifique. Le bon positionnement d’un élément sur son berceau permet de faciliter la reconnaissance dudit élément par un bras robotisé, ainsi que son positionnement exact et son insertion dans la ligne d’assemblage.

Le document de brevet publié FR 3 060 516 A1 divulgue un berceau adapté pour supporter une pièce de carrosserie de véhicule automobile, le berceau comprenant une poutre montée de manière rotative sur un bâti fixé au sol. Cette poutre comprend au moins une face de montage sur laquelle sont montés des supports adaptés à la pièce de carrosserie. Le berceau, selon la configuration et/ou le positionnement des différents supports sur la poutre, peut être utilisé avec plusieurs pièces de carrosserie de formes et de tailles distinctes. Mais ce berceau est configuré pour des pièces de carrosserie de grande taille comme notamment des côtés de caisse, ces pièces étant disposées essentiellement à l’horizontale sur le berceau. Il n’est ainsi pas adapté pour des pièces de plus petite taille, notamment en vue d’un positionnement exact et rapide desdites pièces sur le berceau.

L’invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l’état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif d’améliorer la dépose et le positionnement d’une pièce de carrosserie de véhicule sur un berceau en vue de son assemblage sur une ligne d’assemblage, tout en restant modulaire pour différentes configurations desdites pièces.

L’invention a pour objet un berceau pour une pièce de carrosserie de véhicule automobile, destiné à une ligne robotisée d’assemblage de ladite pièce et comprenant : un bâti, au moins une poutre avec un axe longitudinal, montée de manière rotative autour dudit axe sur le bâti, et présentant au moins deux faces de montage de supports de la pièce, lesdites faces présentant des orientations angulaires distinctes, un dispositif d’actionnement en rotation indexée de l’au moins une poutre, remarquable en ce que le berceau comprend au moins trois poutres de l’au moins une poutre, disposées parallèlement l’une à l’autre et synchronisées en rotation.

Avantageusement, les au moins deux faces de montage de chacune des poutres sont au nombre de quatre ou de six.

Selon un mode avantageux de l’invention, chacune des poutres comprend deux extrémités et est montée sur le bâti exclusivement à chacune desdites extrémités.

Avantageusement, chaque poutre comprend un arbre central s’étendant suivant l’axe longitudinal de la poutre, des plateaux montés sur l’arbre central, et des platines longitudinales fixées aux plateaux en question et formant les faces de montage de la poutre. Préférentiellement, les plateaux sont centrés sur l’arbre central et présentent un contour extérieur polygonal de manière à former des surfaces de montage des platines longitudinales. Préférentiellement, les plateaux polygonaux sont ajourés, plus précisément présentent des ajours entre un orifice central recevant l’arbre central et les surfaces de montage des platines longitudinales. Ces ajours facilitent la fixation des plateaux sur l’arbre central et la fixation des platines longitudinales.

Selon un mode avantageux de l’invention, le dispositif d’actionnement en rotation indexée est disposé exclusivement à une des extrémités des poutres.

Selon un mode avantageux de l’invention, le dispositif d’actionnement en rotation indexée comprend une poulie montée à l’une des extrémités des poutres, un actionneur en rotation, et au moins une courroie crantée s’engageant avec lesdites poulies et ledit actionneur.

Selon un mode avantageux de l’invention, le bâti comprend un cadre tubulaire présentant une section transversale parallèle à une des poutres avec un profil en U, ledit cadre comprenant aux extrémités du profil en U deux barreaux parallèles supportant lesdites poutres.

Selon un mode avantageux de l’invention, le bâti comprend, en outre, sur une partie du cadre tubulaire correspondant à la base du profil en U, des pattes de fixation dudit cadre.

Selon un mode avantageux de l’invention, le bâti comprend, en outre, un chevalet supportant le cadre tubulaire de manière à ce que les axes longitudinaux des poutres présentent une inclinaison par rapport à la verticale comprise entre 55° et 15°. Avantageusement, le chevalet comprend une portion inférieure servant de base et une portion supérieure de profil triangulaire avec deux faces supérieures aptes à supporter, chacune, un cadre tubulaire, de manière à former un double berceau. Avantageusement, le chevalet est monté sur une plateforme rotative apte à permettre une rotation du berceau autour d’un axe de rotation vertical.

Selon un mode avantageux de l’invention, le dispositif d’actionnement en rotation indexée est configuré pour pouvoir positionner les poutres suivant différentes positions de manière à ce qu’à chacune desdites positions, chacune desdites poutres présente une face de montage dirigée dans la même direction qu’une face de montage de chacune des autres desdites poutres. Avantageusement, lorsque le berceau est double, les poutres des deux berceaux sont actionnées simultanément par le dispositif d’actionnement qui est alors commun aux deux berceaux.

Selon un mode avantageux de l’invention, le berceau comprend les supports de la pièce, lesdits supports comprenant des surfaces de guidage et de positionnement de la pièce lorsque celle-ci est déposée sur ledit berceau, et des aimants de fixation de ladite pièce. Avantageusement chaque support comprend une platine de montage sur l’une des faces de montage.

L’invention a également pour objet un procédé d’assemblage de pièces de carrosserie de véhicule automobile au moyen d’une unité robotisée d’assemblage, comprenant les étapes suivantes : positionnement d’une première des pièces sur un premier berceau et d’une deuxième des pièces sur un deuxième berceau, puis saisie robotisée et assemblage des première et deuxième pièces, remarquable en ce qu’au moins un des premier et deuxième berceaux est selon l’invention, et est adaptable à différentes configurations de la première et/ou deuxième pièce par rotation indexée des poutres de manière à présenter différents supports.

Les mesures de l’invention sont intéressantes en ce qu’elles permettent l’utilisation d’un berceau pour une ligne robotisée d’assemblage de pièces de véhicule qui est commun à plusieurs configurations de pièces. De plus, le berceau comprend plusieurs poutres, ce qui permet de prévoir davantage de supports pour une pièce de carrosserie et, partant, un meilleur positionnement de ladite pièce avant sa préhension par un robot et son chargement sur la ligne d’assemblage. Ces poutres sont par ailleurs majoritairement verticales, et permettent aux pièces de carrosserie d’être positionnées en partie par leur gravité et en appui sur les supports. La fabrication de chaque poutre, réalisée avec un arbre central sur lequel sont fixés des plateaux polygonaux supportant les platines longitudinales formant les faces de montage, confère, par rapport à l’utilisation d’un profilé standard disponible sur le marché, davantage de liberté quant au nombre de faces de montage. Cela assure en outre une très bonne précision, notamment au niveau du centrage, une très bonne rigidité et une très bonne accessibilité pour le montage et démontage des supports. Au demeurant, la réalisation de nouveaux modèles de véhicules ou la fabrication de nouvelles pièces ne nécessitera pas de reconcevoir un nouveau berceau adapté à chacune de ces pièces. Une simple étude permettra de déterminer les différents supports nécessaires au positionnement adéquat de la nouvelle pièce par rapport au bras robotisé qui doit la prendre lors de l’assemblage. Enfin, ce berceau présente en outre la particularité, de par sa construction, et notamment de par la construction de son cadre, d’être monté fixe ou mobile avec une inclinaison par rapport à la verticale, selon les besoins et les lignes d’assemblage. Cela facilite le positionnement de la pièce sur le berceau et permet ainsi un gain de temps lors du chargement manuel des pièces.

D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide de la description et des dessins.

est une vue de face d’un berceau selon l’invention ;

est une vue transversale du berceau de la figure 1 dans une première configuration ;

est une vue en perspective du berceau de la figure 2 ;

est une vue en perspective du berceau de la figure 1 dans une deuxième configuration ;

est un schéma reproduisant une ligne d’assemblage utilisant un berceau selon l’invention.

Description détaillée

La figure 1 montre une vue de face d’un berceau selon l’invention. Le berceau 5 selon l’invention est apte à supporter une pièce de carrosserie (visible aux figures 4 et 5) d’un véhicule automobile (non visible sur ces figures). Ce berceau 5, destiné à être utilisé dans une ligne robotisée d’assemblage de ladite pièce, comprend un bâti 7 avec notamment un cadre tubulaire 9, et des poutres rotatives 21. Ces poutres 21 présentent, chacune, un axe longitudinal x et sont positionnées parallèlement l’une à l’autre.

Chaque poutre 21 est montée de manière rotative autour de l’axe x sur le bâti 7. Elle comprend un arbre central 23 qui s’étend suivant l’axe longitudinal x, des plateaux polygonaux 25 montés sur l’arbre central 23, et des platines 27 longitudinales fixées aux plateaux 25 et s’étendant longitudinalement. Ces plateaux polygonaux 25 sont au nombre de deux au moins et positionnés notamment à chacune des extrémités 23A de la poutre 21. Préférentiellement, ces plateaux polygonaux 25 sont au nombre de quatre, et répartis à égale distance les uns des autres, de manière à supporter les platines 27. Chacun des plateaux polygonaux 25 comprend un orifice central 25A dans lequel passe l’arbre central 23 de la poutre 21, et un contour extérieur formant des surfaces de montage 25B des platines 27. Entre l’orifice central 25A et les surfaces de montage 25B des plateaux 25 se trouvent des ajours 25C, préférentiellement au nombre de six. Ces ajours 25C ont vocation à faciliter la fixation des plateaux 25 sur l’arbre central 23. Les surfaces de montage 25B de chacun des plateaux 25 sont avantageusement au nombre de six, les plateaux 25 étant alors hexagonaux. Ainsi, dans cette configuration, une poutre 21 peut comprendre six platines 27, fixées aux plateaux 25 grâce à des éléments de fixation 27B du type vis. Chaque platine 27 présente en outre une face de montage 27A de supports (visibles aux figures 2 à 4) d’une pièce de carrosserie (visible aux figures 4 et 5), donc, avantageusement, la poutre 21 présente au moins deux faces de montage 27A, et plus préférentiellement six faces de montage 27A. Ces faces de montage 27A présentent des orientations angulaires distinctes et des orifices de fixation (non visibles sur ces figures) pour les supports (visibles aux figures 2 à 4). Avantageusement, la fixation des poutres 21 au bâti 7 est exclusivement réalisée par les deux extrémités 23A de l’arbre central 23 par le biais de paliers 15.

Le cadre tubulaire 9 du bâti 7 présente une section transversale parallèle à l’une des poutres 21 avec un profil en U 11. Ce profil en U 11 comprend deux extrémités 11A supportant deux barreaux 13 parallèles, ces barreaux 13 étant aptes à supporter les poutres 21. Le profil en U 11 comprend, en outre, une base 11B qui s’étend suivant l’axe longitudinal x des poutres 21, la base 11B comprenant des pattes de fixation 11C du cadre tubulaire 9 au reste du bâti 7, notamment à un chevalet (visible aux figures 2 à 4) dudit bâti 7.

Le berceau 5 comprend, en outre, un dispositif d’actionnement 19 en rotation indexée des poutres 21. Les poutres 21 sont alors synchronisées en rotation. Le dispositif d’actionnement 19 est disposé exclusivement à l’une des extrémités 23A des poutres 21, et comprend une poulie 19A à l’extrémité 23A de chacune des poutres 21, un actionneur en rotation 19C et au moins une courroie crantée 19B s’engageant avec les poulies 19A et ledit actionneur 19C. Avantageusement, une courroie crantée 19B fait la liaison entre deux poulies 19A, ou entre une poulie 19A et l’actionneur en rotation 19C. à la figure 1, il est représenté trois courroies crantées 19B pour un actionneur 19C. Ce dispositif d’actionnement 19 est préférentiellement configuré pour pouvoir positionner les poutres 21 suivant différentes positions angulaires de manière à ce qu’à chacune desdites positions, chacune des poutres 21 présente une face de montage 27A dirigée dans la même direction qu’une face de montage 27A de chacune des autres des poutres 21.

Les figures 2 et 3 montrent différentes vues du berceau selon une première configuration. Cette configuration montre plus spécifiquement le berceau 5 avantageusement adapté à une doublure d’ouvrant de véhicule (la doublure n’étant pas représentée sur les figures 2 et 3), mais qui présente également les caractéristiques générales de l’invention précédemment décrites à la figure 1. Sur ces figures, on peut voir l’intégralité du bâti 7. Celui-ci comprend, en outre, le chevalet 17 qui supporte le cadre tubulaire 9 du bâti 7, de manière à ce que les axes longitudinaux x des poutres 21 présentent une inclinaison α par rapport à la verticale comprise entre 15°et 55°. Avantageusement, dans cette variante, l’inclinaison α est comprise entre 25° et 35°.

En l’occurrence, le berceau 5 est double en ce que le chevalet 17 présente une structure supportant deux berceaux 5, à savoir deux cadres tubulaires 9 supportant, chacun, trois poutres 21. Ainsi, le chevalet 17 présente une portion inférieure 17A avantageusement fixée au sol par des éléments de fixation 17A.1, et une portion supérieure 17B de profil transversal triangulaire dans le sens de l’axe longitudinal x des poutres 21. Deux faces supérieures 17B.1 du profil triangulaire de la portion supérieure 17B supportent, chacune, l’un des cadres tubulaires 9, qui sont alors positionnés dos à dos. Ainsi, un berceau 5 double peut avantageusement supporter deux pièces identiques ou différentes. Dans cette double configuration, l’actionneur en rotation 19C est avantageusement positionné latéralement aux deux cadres tubulaires 9 du berceau 5, et entraîne, par le biais d’un courroie crantée 19B, la rotation simultanée des poutres 21 situées sur chacun des deux cadres 9.

Les poutres 21 présentent, en outre, les supports 27C sur leurs faces de montage 27A, qui servent à positionner et à maintenir la pièce du véhicule sur le berceau 5. Ceux-ci sont spécifiques et disposés précisément selon la pièce qu’ils doivent supporter. Avantageusement, les supports 27C comprennent des surfaces de guidage et de positionnement de la pièce quand celle-ci est déposée sur le berceau 5, et/ou des aimants de fixation de ladite pièce.

La figure 4 montre une vue du berceau selon une deuxième configuration. Selon cette configuration, la pièce est avantageusement un panneau d’ouvrant 1A. Les éléments précédemment décrits aux figures 1 à 3 peuvent également s’appliquer dans cette deuxième configuration. L’inclinaison des poutres 21 est supérieure à celle de la première variante (plus préférentiellement entre 30° et 50°). Cette configuration présente en outre une grille s’étendant entre les deux cadres tubulaires, particulièrement à une extrémité supérieure du berceau 5. Le dispositif d’actionnement en rotation indexée 19 est également partiellement recouvert par une protection.

Avantageusement, dans les différentes configurations possibles du berceau 5 selon l’invention, l’inclinaison α du cadre tubulaire 9 peut être modifiée selon la pièce que le berceau 5 doit être en mesure de supporter. Ces pièces sont avantageusement des ouvrants, et plus particulièrement des portes avant ou arrière de véhicule, des capots ou des volets de coffre.

La figure 5 montre un schéma reproduisant une ligne d’assemblage de pièces de carrosserie de véhicule automobile. Dans un premier temps, un manutentionnaire 3A met en place l’élément 1A de la pièce 1 de carrosserie, préférentiellement le panneau 1A, sur l’un des faces du berceau double 5. Le berceau 5 pivote, grâce à une plateforme rotative 17C située en dessous dudit berceau 5, afin de mettre le panneau 1A en face d’un robot préhenseur 3B. Un bras robotisé 3B.1 dudit robot 3B va saisir le panneau 1A et le positionner sur un convoyeur 3C. En parallèle, le manutentionnaire 3A positionne le deuxième élément 1B de la pièce 1 sur l’autre face du berceau 5, ce deuxième élément 1B étant avantageusement une doublure 1B. Suite à la rotation du berceau 5, le deuxième élément 1B va pouvoir être saisi par le robot 3B et être positionné sur le convoyeur 3C, de manière à pouvoir permettre la fixation des éléments (1A, 1B) entre eux et la formation de la pièce 1.

Alternativement, le berceau double 5, comprenant deux cadres tubulaires 9, peut être fixe (c’est-à-dire non-rotatif), par exemple pour deux lignes d’assemblage positionnées parallèlement l’une à l’autre.

Claims (10)

1. Berceau (5) pour une pièce (1) de carrosserie de véhicule automobile, destiné à une ligne robotisée d’assemblage de ladite pièce (1) et comprenant :
   - un bâti (7),
   - au moins une poutre (21) avec un axe longitudinal (x), montée de manière rotative autour dudit axe (x) sur le bâti (7), et présentant au moins deux faces de montage (27A) de supports (27C) de la pièce (1), lesdites faces (27A) présentant des orientations angulaires distinctes,
   - un dispositif d’actionnement (19) en rotation indexée de l’au moins une poutre (21),
   caractérisé en ce que le berceau (5) comprend au moins trois poutres (21) de l’au moins une poutre (21), disposées parallèlement l’une à l’autre et synchronisées en rotation.
2. Berceau (5) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des poutres (21) comprend deux extrémités (23A) et est montée sur le bâti (7) exclusivement à chacune desdites extrémités (23A).
3. Berceau (5) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif d’actionnement (19) en rotation indexée est disposé exclusivement à une des extrémités (23A) des poutres (21).
4. Berceau (5) selon l’une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le dispositif d’actionnement (19) en rotation indexée comprend une poulie (19A) montée à l’une des extrémités (23A) des poutres (21), un actionneur en rotation (19C), et au moins une courroie crantée (19B) s’engageant avec lesdites poulies (19A) et ledit actionneur (19C).
5. Berceau (5) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le bâti (7) comprend un cadre tubulaire (9) présentant une section transversale parallèle à une des poutres (21) avec un profil en U (11), ledit cadre (9) comprenant aux extrémités (11A) du profil en U (11) deux barreaux (13) parallèles supportant lesdites poutres (21).
6. Berceau (5) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le bâti (7) comprend, en outre, sur une partie du cadre tubulaire (9) correspondant à la base (11B) du profil en U (11), des pattes de fixation (11C) dudit cadre (9).
7. Berceau (5) selon l’une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le bâti (7) comprend, en outre, un chevalet (17) supportant le cadre tubulaire (9) de manière à ce que les axes longitudinaux (x) des poutres (21) présentent une inclinaison (α) par rapport à la verticale comprise entre 55° et 15°.
8. Berceau (5) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dispositif d’actionnement (19) en rotation indexée est configuré pour pouvoir positionner les poutres (21) suivant différentes positions de manière à ce qu’à chacune desdites positions, chacune desdites poutres (21) présente une face de montage (27A) dirigée dans la même direction qu’une face de montage (27A) de chacune des autres desdites poutres (21).
9. Berceau (5) selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le berceau (5) comprend les supports (27C) de la pièce (1), lesdits supports (27C) comprenant des surfaces de guidage et de positionnement de la pièce (1) lorsque celle-ci est déposée sur ledit berceau (5), et des aimants de fixation de ladite pièce (1).
10. Procédé d’assemblage de pièces (1) de carrosserie de véhicule automobile au moyen d’une unité robotisée d’assemblage, comprenant les étapes suivantes :
    - positionnement d’une première des pièces (1A, 1B) sur un premier berceau (5) et d’une deuxième des pièces (1A, 1B) sur un deuxième berceau (5), puis
    - saisie robotisée et assemblage des première et deuxième pièces (1A, 1B),
    caractérisé en ce qu’au moins un des premier et deuxième berceaux (5) est selon l’une des revendications 1 à 9, et est adaptable à différentes configurations de la première et/ou deuxième pièce (1A, 1B) par rotation indexée des poutres (21) de manière à présenter différents supports (27C).