WO2004056527A1 - Atelier de traitement d’objets - Google Patents

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WO2004056527A1
WO2004056527A1 PCT/FR2003/003777 FR0303777W WO2004056527A1 WO 2004056527 A1 WO2004056527 A1 WO 2004056527A1 FR 0303777 W FR0303777 W FR 0303777W WO 2004056527 A1 WO2004056527 A1 WO 2004056527A1
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conveyor
displacement means
row
workshop
processing units
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PCT/FR2003/003777
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English (en)
Inventor
Jean-Michel Baills
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Cinetic Etfa Linking
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q41/00—Combinations or associations of metal-working machines not directed to a particular result according to classes B21, B23, or B24
    • B23Q41/02—Features relating to transfer of work between machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q7/00—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
    • B23Q7/14—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting co-ordinated in production lines
    • B23Q7/1426—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting co-ordinated in production lines with work holders not rigidly fixed to the transport devices

Definitions

  • the present invention relates to an object processing workshop, in particular for machining mechanical parts, comprising, seen in horizontal plane, a first displacement means for moving said objects in a first direction, at least one row of processing units arranged in a second direction, and at least a second displacement means arranged to move substantially parallel to said second direction one of said objects from a point of said first displacement means to one of said processing units.
  • the first means of movement consists of a conveyor, in particular on pallets, on which the objects to be treated are placed, for example casings of motor vehicle engines.
  • the processing units can be automatic machining centers where the objects are transformed.
  • Each object to be treated is installed on the first means of movement at a loading station, and is then gripped by the second means of movement, for example an aerial gantry, which transfers it to the processing unit where it is treated.
  • the object after having been processed, is again grasped by the second displacement means which replaces it on the first displacement means on which it is brought to an unloading station.
  • the processing units are arranged in rows, generally in two parallel rows, on which two different treatments are carried out, and the second displacement means is arranged parallel to this row to bring the objects to be treated to one either of these units.
  • This second means of movement has a degree of freedom perpendicular to its direction for loading and unloading objects on and from the processing units.
  • the first displacement means is installed perpendicular to the rows of processing units and to the second moving means.
  • the first means of movement therefore, there is only a very limited length, in practice the distance between the rows of processing units. The processing times for items are increased accordingly.
  • document DE 35 43 209 describes an object processing workshop in which an object to be treated is firstly brought by and on a conveyor near the appropriate processing unit, then moved to this unit by a robot.
  • the robot is articulated according to 6 degrees of freedom, but can only be moved parallel to the conveyor over a very short distance, in order to correctly position the object in the unit.
  • This installation comprises a row of machines, a first conveyor capable of moving objects parallel to this row of machines, as well as a second conveyor, parallel to the first, located between the first conveyor and the row of machines.
  • the second conveyor allows tools to be moved parallel to the row of machines.
  • the transfer of a tool from the first conveyor to the second, and from the second conveyor to the machine in question is carried out by means of localized devices. It is therefore not possible to move a tool located at any point on the conveyor to any machine in the row of machines. Again, the storage capacity, processing times and flexibility of the workshop are not optimized.
  • the present invention aims to overcome these drawbacks.
  • the invention aims to provide an establishment of a treatment workshop, in particular a machine shop, allowing faster treatment of objects.
  • the subject of the invention is a workshop for processing objects, in particular for machining mechanical parts, comprising, seen in a horizontal plane, a first displacement means for moving said objects in a first direction, at least one row of processing units arranged in a second direction substantially parallel to the first direction, and at least one second displacement means substantially parallel to the first displacement means and located in the vicinity of the first displacement means and said row of processing units treatment, characterized in that the second displacement means is arranged to grasp an object located at any point of said first displacement means and to move said object substantially parallel to said second direction to any one of said processing units.
  • the storage capacity of the objects to be treated or treated can be extended to the entire length of the, or rows of processing units.
  • any point is to be opposed to the fixed and localized transfer zones as provided in the installations of the prior art, the invention making it possible to have greater freedom of movement thanks to the second conveyor .
  • any point means any point of the first means of movement located in an area accessible to the second means of movement. It may for example be the area of the first displacement means located opposite the row of processing units, not being taken into account the unloading stations, located at a distance.
  • said processing units are arranged in two substantially parallel rows, said first displacement means being arranged substantially in the shape of a U.
  • a second means of movement can be provided between each branch of the U and the adjacent row of units, each second means of movement being able to move an object located at any point of the corresponding branch of the U towards a unit. any of the row adjacent to said branch.
  • FIG. 1 is an enlarged view in section along the line II-II of Figure 1.
  • the parts 4 to be machined are arranged on pallets carried by a conveyor 5 of any type, in particular an accumulation conveyor, a pallet conveyor or a direct conveyor.
  • the parts 4 are loaded onto the conveyor 5 at a loading station 6 and the machined parts are unloaded from the conveyor 5 at an unloading station 7.
  • the machined parts are then washed in a washing machine 8 and then palletized on a palletizing gantry 9.
  • the conveyor 5, of any known type has, in plan, a U shape whose lateral branches extend along, and are parallel to the rows of machines 2 and 3, in the immediate vicinity of these rows.
  • the base of the U is perpendicular to rows 2 and 3 and extends between these rows.
  • the length of the lateral branches of the U is chosen so as to have the necessary storage capacity for the parts 4.
  • the workshop also includes two overhead gantries 10 and 11 each composed of two beams 12 and 13 forming rails for a first carriage 14 movable longitudinally.
  • the carriage 14 carries a second carriage 15 movable transversely.
  • the beams 12 and 13 are supported by posts 16, 17, the beam 12 passing over the machines 1 and the beam 13 being offset laterally.
  • the conveyor 5 is mounted high on the overhead gantry 10, 11, so as to allow the movement of men and promote the conduct of the processing units and means. displacement.
  • the carriage 15 carries two arms 18 spaced apart longitudinally, each of the arms 18 being provided with a wrist 19 of a robot for gripping and handling a part 4.
  • the free arm of this carriage is used to grip the workpiece on the machine while the other arm replaces the workpiece.
  • the treated part is then rested on the conveyor 5.
  • the machines can all perform the same operation on the parts 4. They can also perform different operations, for example the first two machines in the left row of FIG. 1 (row 2) perform a first operation, the other three machines this row perform a second operation, and the four machines in the right row (row 3) perform a third operation.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Multi-Process Working Machines And Systems (AREA)
  • Specific Conveyance Elements (AREA)

Abstract

L'atelier comprend, vu en plan horizontal, un premier moyen de déplacement (5) pour déplacer lesdits objets (4) selon une première direction, au moins une rangée (2, 3) d'unités de traitement (1) disposées selon une deuxième direction, sensiblement parallèle à la première direction, et au moins un deuxième moyen de déplacement (10, 11) sensiblement parallèle au premier moyen de déplacement et situé au voisinage du premier moyen de déplacement et de ladite rangée d'unités de traitement. Le deuxième moyen de déplacement (10, 11) est agencé pour saisir un objet (4) situé en un point quelconque dudit premier moyen de déplacement (5) et déplacer sensiblement parallèlement à ladite deuxième direction ledit objet jusqu'à l'une quelconque desdites unités de traitement.

Description

Atelier de traitement d'objets
La présente invention concerne un atelier de traitement d'objets, notamment d'usinage de pièces mécaniques, comprenant, vu en plan horizontal, un premier moyen de déplacement pour déplacer lesdits objets selon une première direction, au moins une rangée d'unités de traitement disposées selon une deuxième direction, et au moins un deuxième moyen de déplacement agencé pour déplacer sensiblement parallèlement à ladite deuxième direction un desdits objets depuis un point dudit premier moyen de déplacement jusqu'à une desdites unités de traitement.
On connaît de tels agencements dans lesquels le premier moyen de déplacement est constitué d'un convoyeur, notamment à palettes, sur lequel sont placés les objets à traiter, par exemple des carters de moteurs de véhicules automobiles. Les unités de traitement peuvent être des centres d'usinage automatiques où les objets sont transformés.
Chaque objet à traiter est installé sur le premier moyen de déplacement à un poste de chargement, et est ensuite saisi par le deuxième moyen de déplacement, par exemple un portique aérien, qui le transfère sur l'unité de traitement où il est traité. L'objet, après avoir été traité, est de nouveau saisi par le deuxième moyen de déplacement qui le replace sur le premier moyen de déplacement sur lequel il est amené à un poste de déchargement.
Dans les agencements connus, les unités de traitement sont disposées en rangées, généralement en deux rangées parallèles, sur lesquelles sont effectuées deux traitements différents, et le deuxième moyen de déplacement est disposé parallèlement à cette rangée pour amener les objets à traiter à l'une ou l'autre de ces unités. Ce deuxième moyen de déplacement dispose d'un degré de liberté perpendiculaire à sa direction pour charger et décharger les objets sur et à partir des unités de traitement.
Dans une première réalisation connue, le premier moyen de déplacement est installé perpendiculairement aux rangées d'unités de traitement et au deuxième moyen de déplacement. On ne dispose donc comme capacité de stockage d'objets sur le premier moyen de déplacement que d'une longueur très limitée, en pratique la distance entre les rangées d'unités de traitement. Les durées de traitement des objets sont augmentées en conséquence.
Par ailleurs, le document DE 35 43 209 décrit un atelier de traitement d'objets dans lequel un objet à traiter est tout d'abord amené par et sur un convoyeur à proximité de l'unité de traitement appropriée, puis déplacé vers cette unité par un robot.
Le robot est articulé selon 6 degrés de libertés, mais ne peut être déplacé parallèlement au convoyeur que sur une très faible distance, afin de positionner correctement l'objet dans l'unité.
Cette configuration implique que la zone du convoyeur à partir de laquelle et vers laquelle l'objet est transféré soit située en regard de l'unité de traitement. De ce fait, le convoyeur ne présente pas une grande flexibilité.
Une autre installation est décrite dans le document DE 36 44 024. Cette installation vise à permettre la distribution d'outils d'un magasin à l'un des magasins situés à l'arrière d'une machine outil, et non le traitement d'objets dans des unités de traitement.
Cette installation comprend une rangée de machines, un premier convoyeur apte à déplacer des objets parallèlement à cette rangée de machines, ainsi qu'un deuxième convoyeur, parallèle au premier, situé entre le premier convoyeur et la rangée de machines.
Le deuxième convoyeur permet de déplacer les outils parallèlement à la rangée de machines. Toutefois; le transfert d'un outil du premier convoyeur au deuxième, et du deuxième convoyeur à la machine considérée, s'effectue au moyen de dispositifs localisés. Il n'est donc pas possible de déplacer un outil situé en un point quelconque du convoyeur vers une machine quelconque de la rangée de machines. Là encore, la capacité de stockage, les temps de traitement et la flexibilité de l'atelier ne sont pas optimisés.
La présente invention vise à pallier ces inconvénients.
Plus particulièrement, l'invention a pour but de fournir une implantation d'atelier de traitement, notamment d'usinage, permettant un traitement plus rapide des objets.
A cet effet, l'invention a pour objet un atelier de traitement d'objets, notamment d'usinage de pièces mécaniques, comprenant, vu en plan horizontal, un premier moyen de déplacement pour déplacer lesdits objets selon une première direction, au moins une rangée d'unités de traitement disposées selon une deuxième direction sensiblement parallèle à la première direction, et au moins un deuxième moyen de déplacement sensiblement parallèle au premier moyen de déplacement et situé au voisinage du premier moyen de déplacement et de ladite rangée d'unités de traitement, caractérisé en ce que le deuxième moyen de déplacement est agencé pour saisir un objet situé en un point quelconque dudit premier moyen de déplacement et déplacer sensiblement parallèlement à ladite deuxième direction ledit objet jusqu'à l'une quelconque desdites unités de traitement.
Ainsi, la capacité de stockage des objets à traités ou traités peut être étendue à toute la longueur de la, ou des rangées d'unités de traitement.
L'expression « point quelconque » est à opposer aux zones fixes et localisées de transfert telles qu'elles sont prévues dans les installations de l'art antérieur, l'invention permettant de disposer d'une plus grande liberté de déplacement grâce au deuxième convoyeur.
Les points de prise possibles de l'objet peuvent couvrir toute la surface du premier moyen de déplacement. En variante, l'invention prévoit de disposer d'une multitude de points de prise localisés sur le premier moyen de déplacement. Bien entendu, par « point quelconque » on entend tout point du premier moyen de déplacement situé dans une zone accessible au deuxième moyen de déplacement. Il peut s'agir par exemple de la zone du premier moyen de déplacement située en regard de la rangée d'unités de traitement, n'étant pas pris en compte les postes de déchargement, situés à distance.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, lesdites unités de traitement sont disposées selon deux rangées sensiblement parallèles, ledit premier moyen de déplacement étant agencé sensiblement en forme de U.
Dans ce cas, un deuxième moyen de déplacement peut être prévu entre chaque branche du U et la rangée d'unités adjacente, chaque deuxième moyen de déplacement étant apte à déplacer un objet situé en un point quelconque de la branche du U correspondante vers une unité quelconque de la rangée adjacente à ladite branche.
On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation particulier de l'invention, en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en plan d'un atelier selon la présente invention; et
- la figure 2 en est une vue à plus grande échelle en coupe selon la ligne ll-ll de la figure 1.
On voit aux figures un atelier d'usinage composé ici de neuf îlots d'usinage robotisés 1 disposés selon deux rangées parallèles 2 et 3.
Les pièces 4 à usiner sont disposées sur des palettes portées par un convoyeur 5 de tout type, notamment un convoyeur à accumulation, un convoyeur à palettes ou un convoyeur direct. Les pièces 4 sont chargées sur le convoyeur 5 à un poste 6 de chargement et les pièces usinées sont déchargées du convoyeur 5 à un poste 7 de déchargement.
Les pièces usinées sont ensuite lavées dans une machine à laver 8 puis palettisées sur un portique de palettisation 9. Le convoyeur 5, de tout type connu, a, en plan, une forme de U dont les branches latérales s'étendent le long de, et sont parallèles aux rangées de machines 2 et 3, à proximité immédiate de ces rangées. La base du U est perpendiculaire aux rangées 2 et 3 et s'étend entre ces rangées. La longueur des branches latérales du U est choisie de manière à disposer de la capacité de stockage nécessaire pour les pièces 4.
L'atelier comporte par ailleurs deux portiques aériens 10 et 11 composés chacun de deux poutres 12 et 13 formant des rails pour un premier chariot 14 mobile longitudinalement. Le chariot 14 porte un deuxième chariot 15 mobile transversalement.
Les poutres 12 et 13 sont supportées par des poteaux 16, 17, la poutre 12 passant au-dessus des machines 1 et la poutre 13 étant décalée latéralement. Les poteaux 17 supports de la poutre 13 portent également le convoyeur 5.
Selon une réalisation possible, le convoyeur 5 est monté en hauteur sur le portique aérien 10, 11 , de sorte à permettre la circulation des hommes et favoriser la conduite des unités de traitement et des moyens de. déplacement.
Le chariot 15 porte deux bras 18 espacés longitudinalement, chacun des bras 18 étant muni d'un poignet 19 de robot pour saisir et manipuler une pièce 4.
Lorsqu'une machine 1 a terminé une opération sur une pièce 4, une autre pièce non traitée est saisie sur le convoyeur 5 par un des bras 18 du portique situé du côté de cette machine. Le chariot correspondant est alors amené en face de la machine.
Le bras libre de ce chariot est utilisé pour saisir sur la machine la pièce traitée tandis que l'autre bras lui substitue la pièce à traiter.
La pièce traitée est alors reposée sur le convoyeur 5. Les machines peuvent réaliser toutes la même opération sur les pièces 4. Elles peuvent aussi réaliser des opérations différentes, par exemple les deux premières machines de la rangée de gauche de la figure 1 (rangée 2) réaliser une première opération, les trois autres machines de cette rangée réaliser une deuxième opération, et les quatre machines de la rangée de droite (rangée 3) réaliser une troisième opération.

Claims

REVENDICATIONS
1. Atelier de traitement d'objets (4), notamment d'usinage de pièces mécaniques, comprenant, vu en plan horizontal, un premier moyen de déplacement (5) pour déplacer lesdits objets (4) selon une première direction, au moins une rangée (2, 3) d'unités de traitement (1 ) disposées selon une deuxième direction sensiblement parallèle à la première direction, et au moins un deuxième moyen de déplacement (10, 11 ) sensiblement parallèle au premier moyen de déplacement (5) et situé au voisinage du premier moyen de déplacement (5) et de ladite rangée d'unités de traitement (1 ), caractérisé en ce que le deuxième moyen de déplacement (10, 11 ) est agencé pour saisir un objet (4) situé en un point quelconque dudit premier moyen de déplacement (5) et déplacer sensiblement parallèlement à ladite deuxième direction ledit objet (4) jusqu'à l'une quelconque desdites unités de traitement (1 ).
2. Atelier selon la revendication 1 , dans lequel lesdites unités de traitement (1 ) sont disposées selon deux rangées sensiblement parallèles, ledit premier moyen de déplacement (5) étant agencé sensiblement en forme de U.
3. Atelier selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit premier moyen de déplacement (5) est un convoyeur.
4. Atelier selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel ledit deuxième moyen de déplacement est un portique aérien (10, 11 ).
5. Atelier selon l'ensemble des revendications 3 et 4, dans lequel ledit convoyeur (5) est monté sur ledit portique aérien (10, 11 ).
6. Atelier selon l'ensemble des revendications 3, 4 et 5, dans lequel ledit convoyeur (5) est monté en hauteur sur ledit portique aérien (10, 11 ).
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