WO2008155476A1 - Outil de positionnement de côtés de caisse de véhicule sur une ligne d'assemblage, et son utilisation - Google Patents

Outil de positionnement de côtés de caisse de véhicule sur une ligne d'assemblage, et son utilisation Download PDF

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WO2008155476A1
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frame
positioning
template
gauge
tool according
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PCT/FR2007/051483
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Inventor
Alexandru Grosu
Philippe Rocton
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Renault S.A.S
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    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • B23K37/0426—Fixtures for other work
    • B23K37/0435—Clamps
    • B23K37/0443—Jigs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D65/00—Designing, manufacturing, e.g. assembling, facilitating disassembly, or structurally modifying motor vehicles or trailers, not otherwise provided for
    • B62D65/02—Joining sub-units or components to, or positioning sub-units or components with respect to, body shell or other sub-units or components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/006—Vehicles

Definitions

  • the assembly of a motor vehicle is performed on a specific assembly line for a vehicle or a range of vehicles, and require the realization of specific tools.
  • EP 1 473 214 describes gripping tools of reduced dimensions for the positioning of sheet metal parts. These gripping tools are provided for the assembly of the body sides to the underbody of the vehicle. Although of reduced dimensions, these tools remain heavy, to ensure the repeatability of positioning of the parts, which requires robotic means for their movement. They are also specific to each sheet metal part.
  • the invention aims to overcome these drawbacks by proposing a mobile frame for a sheet metal body positioning tool of motor vehicles designed to removably support a specific geometric conformation template of a sheet metal part whose dimensions do not require not the use of a helper operator or robot for his movement, and allow storage in a place close to the post, and reasonable dimensions.
  • the chassis is also designed to receive different geometric conformation calibers allowing the use of the tool for assembling different vehicles.
  • the invention relates to a tool for positioning body sides of a motor vehicle on an assembly line, said tool comprising:
  • a mobile frame provided with displacement and / or positioning means with respect to a fixed reference frame, said mobile frame being intended to support at least one geometric conformation template
  • each template being intended to be removably secured to the mobile frame
  • the mobile frame and each of the templates are provided with standardized complementary joining devices cooperating to secure each template of detachable manner to said frame, said securing devices being designed to allow precise and repeatable positioning of each geometric conformation template with respect to the chassis and transmission to the chassis of the forces undergone by the geometric conformation template, and in that the mobile chassis has sufficient rigidity to withstand without deformation these forces, and in that each caliber is suitable for gripping a portion of a sheet metal side intended for a specific vehicle.
  • movable frame is meant a frame that can be removed or changed position. This change of position can be obtained by means equipping the frame or by different means.
  • the frame can receive many different geometric conformation calibres, so that only the caliber will be modified during a change of range or model of vehicle.
  • the securing device ensures a transmission of the forces suffered by the caliber and due to the rigidity of the frame, it is no longer necessary to make bulky templates and bulky to ensure a repeatability of the positioning of the template on the assembly line. It is now possible to significantly reduce the size and weight of the template. The latter must simply have a sufficient rigidity not to deform under the effect of its own weight, when it is not mounted on the mobile frame according to the invention.
  • the relative positioning of the template relative to the chassis is ensured by the standardized fastening device which ensures that any removable template will systematically be positioned in a repeatable manner relative to the chassis.
  • the positioning means ensure the repeatability of the positioning of the caliber with respect to the frame, while the locking means ensure the securing of the caliber to the frame allowing transmission to the frame of the forces suffered by the caliber.
  • These locking means may be, for example, the locking means usually used to maintain a sheet metal part on a tool. They are therefore manufactured in large quantities, which reduces the manufacturing cost of the mobile frame according to the invention.
  • the positioning means of the securing device comprise a bearing surface adapted to receive a complementary bearing surface provided on the template, and supporting at least two pins and / or guide orifices adapted to cooperate with orifices and / or or corresponding guide pins provided on the gauge, said bearing surface also supporting the locking means.
  • the bearing surface may then have at least one face provided with at least two pins and / or guide orifices axially substantially perpendicular to said surface, capable of cooperating with corresponding orifices and / or pions of the surface of support of the geometric conformation template, and at least one other face provided with at least one blocking element capable of clamping the geometric conformation template against said face.
  • each face may be provided with at least one pin and / or guide orifice, and each face, or only one of the two laces, may be provided with a locking element.
  • the chassis and each of the calibres may be provided with additional electrical and / or pneumatic quick coupling means intended for supplying the gauge, these means being mounted so as to be connected when the securing devices fix the template on the chassis .
  • each gauge is formed of a support structure equipped with a standardized fastening device to the frame, said structure supporting at least one specific holding member of a portion of a particular sheet metal body side.
  • each gauge is provided with gripping means for an operator.
  • This operator could be human, or it could be a robot.
  • the weight of each caliber does not exceed 15 kg, preferably 12 kg.
  • each gauge will for example be made of aluminum.
  • the invention also relates to the use of a plurality of positioning tools according to one of the preceding claims in an assembly line by welding, in particular manual, of sheet metal parts to assemble the body sides to a rear skirt. and the underbody of a vehicle.
  • This use is particularly advantageous in this type of line because it allows great flexibility of the line, even with a manual welding assembly line.
  • the great possible flexibility of the assembly line makes it possible to manufacture the film of vehicles, that is to say the manufacture in one day on the same assembly line, of several vehicles of different ranges or models, assembled randomly throughout the day. Production can thus be very easily adapted according to demand.
  • This flexibility also makes it possible to envisage an increase in the production rate of the vehicles, particularly in the case of robotization or automation of the assembly line.
  • two positioning tools according to the invention will be used for positioning each side of the sheet metal box.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of the mounting of the body sides of a vehicle on the underbody using two positioning tools according to the invention for each side of the body;
  • Figure 2 is an exemplary embodiment of a geometry reference positioning tool according to the invention ensuring the maintenance of the rear part of a body side on the specific geometry reference;
  • FIG. 3 is an exemplary embodiment of a geometry reference positioning tool according to the invention holding the front part of a body side on the specific geometry reference;
  • Figure 4 is a partial view of the movable frame according to the invention shown in Figure 3;
  • FIG. 5 is an enlarged view of the caliber according to the invention shown in FIG.
  • a first front geometry reference positioning tool 4 supports the front side of the body side, while a second rear geometry reference positioning tool 5 supports the rear side of the body side.
  • Each positioning tool 4, 5 comprises a movable frame 6, 7 respectively, on which a removable geometric conforming template 8, 9 is respectively secured (FIGS 2 and 3).
  • Each of the mobile chassis 6, 7 comprises displacement and positioning means with respect to a fixed frame (X, Y, Z) of the assembly station.
  • the displacement means consist of a linear displacement carriage 61, which allows displacement in the Y direction of the fixed reference frame.
  • This linear displacement carriage is of the type usually used for the tools of vehicle assembly lines, so it will not be detailed.
  • the displacement means consist of a rotary support 71, which allows a rotation around the vertical axis Z of the fixed reference.
  • each frame may be equipped with other linear displacement means, according to other axes of the reference frame, or other means of rotation, or a combination of the two, depending on the needs.
  • each mobile frame 6, 7 has a standardized fastening device capable of cooperating with a complementary standardized fastening device of the caliber 8, 9 respectively to secure the latter removably to said frame.
  • This standardized fastening device is designed to allow a precise, repeatable and identical positioning of each geometric conformation template relative to the chassis and a transmission to the chassis of the forces undergone by the geometric conformation caliber.
  • Such rigidity will be obtained by a sizing and a choice of suitable materials of the chassis. This dimensioning will be calculated according to the forces experienced by each gauge when positioning a particular sheet metal side. In general, oversizing of the chassis will be provided to ensure the stability of the latter whatever the conditions of use, and allowing the positioning of body sides sheet metal having variable weights.
  • the motorization of the displacement means is then chosen according to the weight of the frame and the parts that it is intended to position.
  • the standardized fastening device of each of the frames 6, 7 comprises means for positioning a gauge relative to the frame and means for blocking a template against the frame.
  • This securing device comprises two guide pins 10, of substantially vertical axis, spaced apart from each other, and a locking element 11 for locking the template against the frame.
  • These two guide pins 10 are located on the upper face 12a of a bearing surface 12 in the form of a square, this upper face 12a extending in a substantially horizontal plane.
  • the blocking element 11 is when it is arranged on the vertical face 12b of the bearing surface 12. This locking element is located substantially equidistant from the two guide pins 10.
  • the locking element 11 comprises in particular a movable part 11a whose end is provided with a wedge piece 11b for pressing the template on each of the faces 12a, 12b of the bearing surface.
  • the blocking element shown is manually operated. However, it would be easy to provide for the use of a remotely actuatable locking element by means of a power supply adapted to the mobile chassis.
  • the blocking of the removable caliber against the frame can be manual or automatic depending on ergonomic constraints and cycle times.
  • each removable geometric conformation gauge 8, 9 is provided with a standardized fastening device adapted to cooperate with the standardized complementary fastening device of said frame.
  • These devices are standardized, so it is easy to change the caliber, and this at a lower cost.
  • each caliber is capable of gripping a portion of a specific sheet metal body side.
  • the gauge 8 is designed for gripping the front part of the body side
  • the gauge 9 is designed for gripping the rear part of the same side of the body, body side being specific for each model and vehicle range.
  • these positioning means are complementary to the positioning means of the corresponding chassis, namely they comprise two guide orifices 20, of substantially vertical axis, distant from each other .
  • the upper 22a and lower 22b faces are intended to bear against the corresponding upper faces 12a and lower 12b of the frame.
  • the lower face 22b of the template has an opening 23 intended to allow the passage of the blocking element 11 of the frame.
  • Each gauge 8, 9 is thus formed of a support structure 25 equipped with the securing device to the frame, said structure supporting at least one holding element 26 specific to the part of sheet metal part that it must maintain in position.
  • These holding elements 26 are of the type generally used to engage a piece of sheet metal, they will not be detailed. These are blocking elements and indexing elements.
  • the gauge shown in Figure 5 is also provided with gripping means for an operator, in this example, it is two handles 27 disposed on either side of the support structure on its upper face.
  • the gauges according to the invention can be made of aluminum, which makes it possible to reduce their weight.
  • the 9 gauge is set up as follows. The operator grasps the template by the handles 27, the template being placed on a storage place close to the tool. It introduces the guide pins 10 of the movable frame into the corresponding holes 20 of the frame, until the bearing surface 22 of the template rests on the bearing surface 12 of the frame. He then no longer needs to support the caliber, and can block it in position by means of the locking element 11 bearing on the pads 24 of the caliper bearing surface to press against the surface of the caliper. chassis support. Disassembly of the template is easily done by reversing the steps above.
  • the invention is characterized by the following innovations:
  • the geometric conformation function of the sheet metal part on the geometry reference is provided by removable geometric shaping gauges, specific to each sheet metal part of a range or a vehicle model.
  • the frames according to the invention make it possible to ensure the stiffness of the geometry reference because of their robust structure, the removable gauges only ensuring the geometric repeatability of the sheet metal parts to be positioned.

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Abstract

L'invention concerne un outil (4) de positionnement d'un côté de caisse comprenant un châssis mobile (6) et un calibre de conformation géométrique (8), ledit châssis mobile (6) étant destiné à supporter au moins un calibre de conformation géométrique (8) apte à maintenir un côté de caisse en tôle spécifique. Selon l'invention, le châssis mobile (6) et le calibre (8) présentent chacun un dispositif de solidarisation standardisé complémentaire pour une solidarisation amovible du calibre au châssis, ce dispositif étant conçu pour permettre un positionnement précis et répétable du calibre par rapport au châssis et une transmission au châssis des efforts subis par le calibre, le châssis mobile présentant également une rigidité suffisante pour supporter sans déformation ces efforts. L'invention concerne également l'utilisation d'un tel outil de positionnement.

Description

OUTIL DE POSITIONNEMENT DE COTES DE CAISSE DE VEHICULE SUR UNE LIGNE D'ASSEMBLAGE, ET SON UTILISATION
L'invention concerne outil de positionnement de côtés de caisse de véhicule sur une ligne d'assemblage, et son utilisation.
Généralement, l'assemblage d'un véhicule automobile est réalisé sur une ligne d'assemblage spécifique à un véhicule ou à une gamme de véhicules, et nécessitent la réalisation d'outils spécifiques.
Ainsi, ces lignes d'assemblage spécifiques, notamment en soudure, ne permettent que très peu de flexibilité.
Il est possible de fabriquer des modèles très proches, appartenant à la même gamme de véhicules, sur une même ligne d'assemblage.
Toutefois, le plus souvent, les différences entre les gammes et modèles nécessitent la réalisation de nouvelles lignes d'assemblage, et donc de nouveaux outils, ce qui conduit à des coûts d'investissement très élevés.
Il existe donc actuellement un besoin d'augmenter la flexibilité des lignes d'assemblage afin de réduire les coûts d'investissement lors des changements de gammes ou de modèles de véhicules.
Par ailleurs, sur ces lignes d'assemblages, les pièces de tôleries, avant leur assemblage par soudure (par résistance), doivent être positionnées les unes par rapport aux autres en respectant les tolérances de positionnement spécifiées par les standards de constructeurs de véhicules.
A cet effet, on utilise des cadres sur lesquels sont fixés des éléments de blocage et de positionnement spécifiques d'une pièce de tôlerie donnée qui permettent de maintenir la pièce de tôlerie dans une position prédéterminée par rapport à un référentiel fixe.
Afin d'assurer la répétabilité de positionnement des pièces à assembler par rapport au référentiel de géométrie, ce qui permet d'assurer que chaque pièce sera positionnée de la même façon lors de l'assemblage d'un nouveau véhicule, ces cadres doivent assurer une raideur conforme aux spécifications des standards de constructeurs de véhicules. C'est la raison pour laquelle ces cadres sont volumineux et lourds. En particulier, un cadre destiné à un côté de caisse est aussi long et haut que ce dernier. Une telle conception nécessite cependant toujours une mise en position de ces cadres plus ou moins automatisée, ces cadres ne pouvant être manipulés manuellement. Afin de réduire les coûts, le document EP 351 377 prévoit de fixer de manière amovible plusieurs cadres de positionnement différents sur un tambour rotatif, chaque cadre correspondant à un véhicule spécifique. Ces cadres de positionnement comprennent cependant leurs propres moyens de déplacement ainsi que leurs propres moyens de soudage, de sorte qu'ils restent encombrants et coûteux à fabriquer. De plus, de par leur taille imposante, le tambour sur lesquels ils sont placés est également volumineux, et il est nécessaire de prévoir des moyens de déplacement robotisés des cadres pour transporter ceux-ci du tambour vers leur position d'utilisation. Enfin, ces cadres ne sont prévus que pour la mise en place des côtés de caisse d'un véhicule.
Le document EP 1 473 214 décrit des outils de préhension de dimensions réduites pour le positionnement de pièces de tôleries. Ces outils de préhension sont prévus pour l'assemblage des côtés de caisse au soubassement du véhicule. Bien que de dimensions réduites, ces outils restent lourds, afin d'assurer la répétabilité de positionnement des pièces, ce qui nécessite des moyens robotisés pour leur déplacement. Us sont par ailleurs spécifiques à chaque pièce de tôlerie.
Il existe ainsi toujours un besoin de réaliser des outils de positionnement qui puissent être facilement, et de manière peu coûteuse, adaptés pour le positionnement de pièces de véhicules, notamment de côtés de caisse, appartenant à des gammes ou modèles différents, et qui puissent être utilisés sur des lignes d'assemblage à soudure manuelle, et ceci sans détérioration de la répétabilité de positionnement des pièces de tôlerie.
L'invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un châssis mobile pour un outil de positionnement de côtés de caisse en tôle de véhicules automobiles conçu pour supporter de manière amovible un calibre de conformation géométrique spécifique d'une pièce de tôlerie dont les dimensions ne nécessitent pas l'utilisation d'un aide opérateur ou robot pour son déplacement, et permettent un stockage dans un lieu proche du poste, et de dimensions raisonnables. Le châssis est également conçu pour recevoir différents calibres de conformation géométrique permettant ainsi l'utilisation de l'outil pour l'assemblage de différents véhicules. A cet effet, l'invention concerne un outil de positionnement de côtés de caisse d'un véhicule automobile sur une ligne d'assemblage, ledit outil comprenant :
- un châssis mobile pourvu de moyens de déplacement et/ou de positionnement par rapport à un référentiel fixe, ledit châssis mobile étant destiné à supporter au moins un calibre de conformation géométrique,
- une pluralité de calibres de conformation géométrique amovibles, chaque calibre étant destiné à être solidarisé de manière amovible au châssis mobile, caractérisé en ce que le châssis mobile et chacun des calibres sont pourvus de dispositifs de solidarisation complémentaires standardisés coopérant afin de solidariser chaque calibre de manière amovible audit châssis, lesdits dispositifs de solidarisation étant conçus pour permettre un positionnement précis et répétable de chaque calibre de conformation géométrique par rapport au châssis et une transmission au châssis des efforts subis par le calibre de conformation géométrique, et en ce que le châssis mobile présente une rigidité suffisante pour supporter sans déformation ces efforts, et en ce que chaque calibre est apte à la préhension d'une partie d'un côté de caisse en tôle destiné à un véhicule spécifique.
Par « châssis mobile », on entend un châssis qu'on peut enlever ou changer de position. Ce changement de position peut être obtenu par des moyens équipant le châssis ou par des moyens distincts.
Grâce aux dispositifs de solidarisation standardisés, le châssis peut recevoir de nombreux calibres de conformation géométrique différents, de sorte que seul le calibre sera modifié lors d'un changement de gamme ou de modèle de véhicule.
Un châssis peut être pourvu d'un seul dispositif de solidarisation pour la fixation amovible d'un calibre, au moins deux outils étant alors utilisés pour le positionnement de la pièce, ici un côté de caisse.
On pourrait toutefois envisager deux, voire plus, dispositifs de solidarisation sur un châssis, permettant ainsi la fixation amovible de deux calibres, ou plus, sur un même châssis.
Par ailleurs, du fait que le dispositif de solidarisation assure une transmission des efforts subis par le calibre et du fait de la rigidité du châssis, il n'est plus nécessaire de réaliser des calibres encombrants et volumineux afin d'assurer une répétabilité de positionnement du calibre sur la ligne d'assemblage. Il est ainsi désormais possible de réduire de façon conséquente les dimensions et le poids du calibre. Ce dernier doit simplement présenter une rigidité suffisante pour ne pas se déformer sous l'effet de son propre poids, lorsqu'il n'est pas monté sur le châssis mobile selon l'invention.
Le positionnement relatif du calibre par rapport au châssis est assuré par le dispositif de solidarisation standardisé qui assure que tout calibre amovible sera systématiquement positionné d'une façon répétable par rapport au châssis.
Avantageusement, le dispositif de solidarisation du châssis comprend des moyens de positionnement du calibre par rapport au châssis et des moyens de blocage du calibre contre le châssis.
Les moyens de positionnement assurent la répétabilité du positionnement du calibre par rapport au châssis, tandis que les moyens de blocage assurent la solidarisation du calibre au châssis permettant une transmission au châssis des efforts subis par le calibre.
Ces moyens de blocage peuvent être, par exemple, les moyens de blocage utilisés habituellement pour maintenir une pièce de tôlerie sur un outil. Us sont donc fabriqués en grande quantité, ce qui permet de réduire le coût de fabrication du châssis mobile selon l'invention.
Avantageusement, le châssis comprend des moyens de commande automatique des moyens de blocage du calibre de conformation géométrique contre le châssis.
Une commande automatique du blocage du calibre de conformation géométrique permet une robotisation ou une automatisation éventuelle de l'utilisation du châssis mobile.
Toutefois, la commande des moyens de blocage peut également être manuelle, le choix entre commande manuelle et automatique dépendant des contraintes ergonomiques et de temps de cycle.
Avantageusement, les moyens de positionnement du dispositif de solidarisation comprennent une surface d'appui apte à recevoir une surface d'appui complémentaire prévue sur le calibre, et supportant au moins deux pions et/ou orifices de guidage aptes à coopérer avec des orifices et/ou des pions de guidage correspondants prévus sur le calibre, ladite surface d'appui supportant également les moyens de blocage. Un positionnement simple, efficace et peu coûteux est ainsi obtenu.
Par exemple, la surface d'appui sera réalisée en forme d'équerre présentant une face supérieure sensiblement horizontale et une face inférieure sensiblement verticale.
La surface d'appui peut alors présenter au moins une face pourvue d'au moins deux pions et/ou orifices de guidage d'axe sensiblement perpendiculaire à ladite surface, aptes à coopérer avec des orifices et/ ou pions correspondants de la surface d'appui du calibre de conformation géométrique, et au moins une autre face pourvue d'au moins un élément de blocage apte à serrer le calibre de conformation géométrique contre ladite face.
Les pions et/ ou orifices de guidage peuvent être placés sur la face supérieure, de manière à ce que leur axe s'étende verticalement. Ainsi, le calibre repose de par son propre poids sur le châssis avant son blocage par les moyens de blocage, ce qui permet d'éviter une chute du calibre lors de son montage sur le châssis, avant son blocage.
En variante, les pions et/ou orifices de guidage pourront être prévus sur l'autre face de la surface d'appui en forme d'équerre ou être répartis sur les deux faces. Par exemple, chaque face peut être pourvue d'au moins un pion et/ou orifice de guidage, et chaque face, ou seulement l'une des deux laces, peut être pourvue d'un élément de blocage.
Avantageusement, le châssis et chacun des calibres peuvent être pourvus de moyens de raccord rapide électriques et/ ou pneumatiques complémentaires destinés à l'alimentation du calibre, ces moyens étant montés de manière à être raccordés lorsque les dispositifs de solidarisation fixent le calibre sur le châssis.
De tels raccords permettent l'alimentation électrique et/ou pneumatique du calibre, en vue de l'éventuelle automatisation ou robotisation de l'utilisation du calibre lors de la préhension d'une pièce de tôlerie.
Avantageusement, chaque calibre est formé d'une structure de support équipée d'un dispositif de solidarisation standardisé au châssis, ladite structure supportant au moins un élément de maintien spécifique d'une partie d'un côté de caisse en tôle particulier. De préférence, chaque calibre est pourvu de moyens de préhension pour un opérateur.
Cet opérateur pourra être humain, ou bien il pourra s'agir d'un robot.
Avantageusement, le poids de chaque calibre ne dépasse pas 15 kg, de préférence 12 kg.
Grâce à la conception du châssis, qui supporte les efforts les plus importants et assure la raideur de l'outil, les dimensions et le poids de chaque calibre peuvent être diminués de manière considérable.
Il est ainsi possible de réaliser des calibres dont le poids est inférieur ou égal au poids maximum de portage autorisé par les normes d'ergonomie pour un opérateur, en fonction de la cadence de fabrication sur les lignes d'assemblage tôlerie à soudure manuelle. En général, il ne doit pas dépasser 15 kg.
A cet effet, chaque calibre sera par exemple réalisé en aluminium.
L'invention concerne également l'utilisation d'une pluralité d'outils de positionnement selon l'une des revendications précédentes dans une ligne d'assemblage par soudure, notamment manuelle, de pièces de tôlerie pour assembler les côtés de caisse à une jupe arrière et au soubassement d'un véhicule.
Cette utilisation est particulièrement avantageuse dans ce type de ligne car elle permet une grande flexibilité de la ligne, et ceci même avec une ligne d'assemblage à soudure manuelle.
A chaque changement de gamme ou de modèle, il suffit en effet de changer les calibres correspondants. Ces derniers étant de faibles dimensions et poids, ils peuvent être stockés en grand nombre à proximité de la ligne d'assemblage, et peuvent être facilement transportés, notamment manuellement.
Ainsi, la conception d'un nouveau véhicule ne nécessite plus un changement complet des outils de la ligne d'assemblage, mais uniquement la réalisation de nouveaux calibres, dont la fabrication est peu coûteuse en raison de leur faible taille.
Une réduction considérable du coût de fabrication d'un nouveau véhicule peut ainsi être réalisée.
De plus, la grande flexibilité possible de la ligne d'assemblage rend possible une fabrication au film de véhicules, c'est-à-dire la fabrication en une journée sur une même ligne d'assemblage, de plusieurs véhicules de gammes ou modèles différents, assemblés de manière aléatoire au long de la journée. La production peut ainsi être très facilement adaptée en fonction de la demande.
Cette flexibilité permet également d'envisager une augmentation de la cadence de fabrication des véhicules, notamment dans le cas d'une robotisation ou d'une automatisation de la ligne d'assemblage.
En général, on utilisera deux outils de positionnement selon l'invention pour le positionnement de chaque côté de caisse en tôle.
L'utilisation de deux outils suffit en effet pour chaque pièce de tôlerie. Ceci permet de réduire l'encombrement des outils autour de la ligne d'assemblage, ce qui peut faciliter l'accès à la ligne, et permet également une réduction du coût de fabrication d'une ligne.
L'invention est maintenant décrite en référence aux dessins annexés, non limitatifs, dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective schématique du montage des côtés de caisse d'un véhicule sur le soubassement utilisant deux outils de positionnement selon l'invention pour chaque côté de caisse ; la figure 2 est un exemple de réalisation d'un outil de positionnement référentiel géométrie selon l'invention assurant le maintien de la partie arrière d'un côté de caisse sur le référentiel de géométrie spécifique ; la figure 3 est un exemple de réalisation d'un outil de positionnement référentiel géométrie selon l'invention maintenant la partie avant d'un côté de caisse sur le référentiel de géométrie spécifique ; la figure 4 est une vue partielle du châssis mobile selon l'invention représenté figure 3 ; la figure 5 est une vue agrandie du calibre selon l'invention représenté figure 3.
La figure 1 représente un poste d'une ligne d'assemblage à soudure manuelle par résistance, au niveau duquel est réalisé l'assemblage des côtés de caisses 1 et 2 au soubassement 3 d'un véhicule et à la jupe arrière (non représentée). Afin d'assurer le positionnement relatif de chaque côté de caisse 1, 2 par rapport au soubassement 3, deux outils de positionnement 4 et 5 de positionnement référentiel géométrie selon l'invention sont utilisés pour chaque côté de caisse.
Un premier outil de positionnement référentiel de géométrie avant 4 soutient la partie avant du côté de caisse, tandis qu'un deuxième outil de positionnement référentiel de géométrie arrière 5 soutient la partie arrière du côté de caisse.
Ces outils avant 4 et arrière 5 sont représentés sur les figures 3 et 2 respectivement.
Chaque outil de positionnement 4, 5 comprend un châssis mobile 6, 7 respectivement, sur lequel est solidarisé un calibre de conformation géométrique amovible 8, 9 respectivement (fig. 2 et 3).
Chacun des châssis mobiles 6, 7 comprend des moyens de déplacement et de positionnement par rapport à un référentiel fixe (X, Y, Z) du poste d'assemblage.
Dans l'exemple du châssis mobile de l'outil avant 4 (figure 3), les moyens de déplacement consistent en un chariot à déplacement linéaire 61, qui permet un déplacement suivant la direction Y du référentiel fixe. Ce chariot à déplacement linéaire est du type habituellement utilisé pour les outils des lignes d'assemblage de véhicule, il ne sera donc pas détaillé.
Dans l'exemple du châssis mobile de l'outil arrière 5 (figure 1), les moyens de déplacement consistent en un support rotatif 71, qui permet une rotation autour de l'axe vertical Z du référentiel fixe.
Bien entendu, chaque châssis peut être équipé d'autres moyens de déplacement linéaire, suivant d'autres axes du référentiel, ou d'autres moyens de rotation, ou d'une combinaison des deux, en fonction des besoins.
Selon l'invention, chaque châssis mobile 6, 7 présente un dispositif de solidarisation standardisé apte à coopérer avec un dispositif de solidarisation complémentaire également standardisé du calibre 8, 9 respectivement afin de solidariser ce dernier de manière amovible audit châssis.
Ce dispositif de solidarisation standardisé est conçu pour permettre un positionnement précis, répétable et identique de chaque calibre de conformation géométrique par rapport au châssis et une transmission au châssis des efforts subis par le calibre de conformation géométrique.
De fait, chaque châssis mobile 6, 7 doit présenter une rigidité suffisante pour supporter sans déformation ces efforts.
Une telle rigidité sera obtenue par un dimensionnement et un choix des matériaux adéquats du châssis. Ce dimensionnement sera calculé en fonction des efforts subis par chaque calibre lors du positionnement d'un côté de caisse en tôle particulier. En général, un surdimensionnement du châssis sera prévu afin d'assurer la stabilité de ce dernier quelques soient les conditions d'utilisation, et en permettant le positionnement de côtés de caisse en tôle présentant des poids variables.
Le châssis sera dimensionné en fonction des objectifs de raideur à assurer pour l'ensemble châssis et calibre amovible bloqué sur le châssis, en fonction des charges statiques et dynamiques. Un tel châssis peut, par exemple, être réalisé en tôles d'acier.
La motorisation des moyens de déplacement est alors choisie en fonction du poids du châssis et des pièces qu'il est destiné à positionner.
Le dispositif de solidarisation standardisé de chacun des châssis 6, 7 comprend des moyens de positionnement d'un calibre par rapport au châssis et des moyens de blocage d'un calibre contre le châssis.
Un exemple de réalisation du dispositif de solidarisation est décrit en référence à la figure 4, sur laquelle est visible le dispositif de solidarisation du châssis 7 de l'outil arrière 5.
Ce dispositif de solidarisation comprend deux pions de guidage 10, d'axe sensiblement vertical, distants l'un de l'autre, et un élément de blocage 11 pour bloquer le calibre contre le châssis.
Ces deux pions de guidage 10 sont situés sur la face supérieure 12a d'une surface d'appui 12 en forme d'équerre, cette face supérieure 12a s'étendant dans un plan sensiblement horizontal. L'élément de blocage 11 est quand à lui disposé sur la face verticale 12b de la surface d'appui 12. Cet élément de blocage est situé sensiblement à égale distance des deux pions de guidage 10.
L'élément de blocage 11 comprend notamment une partie mobile lia dont l'extrémité est pourvue d'une pièce en coin 11b destinée à plaquer le calibre sur chacune des faces 12a, 12b de la surface d'appui. L'élément de blocage représenté est actionné manuellement. On pourrait toutefois aisément prévoir l'utilisation d'un élément de blocage actionnable à distance, au moyen d'une alimentation adaptée du châssis mobile.
Le blocage du calibre amovible contre le châssis peut être manuel ou automatique en fonction des contraintes ergonomiques et des temps de cycle.
En vue d'une commande automatique des éléments de mise en conformité géométrique fixés sur le calibre, on peut également prévoir des moyens de raccord rapide électriques et/ou pneumatiques (non représentés) au niveau du dispositif de solidarisation du châssis.
Selon l'invention, chaque calibre de conformation géométrique amovible 8, 9 est pourvu d'un dispositif de solidarisation standardisé apte à coopérer avec le dispositif de solidarisation complémentaire standardisé dudit châssis. Ces dispositifs étant standardisés, il est ainsi aisé de changer de calibre, et ceci à moindre coût.
Le dispositif de solidarisation standardisé des calibres est conçu pour permettre un positionnement précis et répétable du calibre de conformation géométrique par rapport au châssis et une transmission au châssis des efforts subis par le calibre de conformation géométrique.
Tel que déjà mentionné plus haut, chaque calibre est apte à la préhension d'une partie d'un côté de caisse en tôle spécifique.
Dans l'exemple représenté sur les figures 1 à 5, le calibre 8 est conçu pour la préhension de la partie avant du côté de caisse, tandis que le calibre 9 est conçu pour la préhension de la partie arrière du même côté de caisse, ce côté de caisse étant spécifique pour chaque modèle et gamme de véhicule.
Le dispositif de solidarisation du calibre comprend des moyens de positionnement du calibre par rapport au châssis.
Pour le calibre arrière 9 de côté de caisse représenté figure 5 ces moyens de positionnement sont complémentaires des moyens de positionnement du châssis correspondant, à savoir ils comprennent deux orifices de guidage 20, d'axe sensiblement vertical, distants l'un de l'autre.
Ces deux orifices de guidage 20 sont aptes à recevoir les pions de guidage 10 du châssis. A cet effet, ils sont situés sur la face supérieure 22a d'une surface d'appui 22 en forme d'équerre, cette face supérieure 22a s 'étendant dans un plan sensiblement horizontal une fois montée sur le châssis mobile. La face d'appui 22 comprend également une face inférieure 22b sensiblement verticale en position montée.
Les faces supérieure 22a et inférieure 22b sont destinées à venir en appui contre les faces supérieure 12a et inférieure 12b correspondantes du châssis.
Par ailleurs, la face inférieure 22b du calibre présente une ouverture 23 destinée à permettre le passage de l'élément de blocage 11 du châssis.
Chacune des faces supérieure et inférieure du calibre peut en outre être pourvue de patins 24 pour recevoir les deux points d'appui de la pièce en coin 1 Ib de l'élément de blocage.
Chaque calibre 8, 9 est ainsi formé d'une structure de support 25 équipée du dispositif de solidarisation au châssis, ladite structure supportant au moins un élément de maintien 26 spécifique de la partie de pièce de tôlerie qu'elle doit maintenir en position.
Ces éléments de maintien 26 sont du type généralement utilisés pour mettre en prise une pièce de tôle, ils ne seront donc pas détaillés. Il s'agit d'éléments de blocage et d'élément d'indexage.
Les éléments de blocage faisant partie des éléments de maintien 26 peuvent être actionnés manuellement, ou être à commande automatique. Dans ce dernier cas, le dispositif de solidarisation du calibre est alors pourvu de moyens de raccord rapide électriques et/ ou pneumatiques (non représentés) pour l'actionnement du ou des éléments de maintien 26. De tels moyens de raccord rapide coopèrent avec des moyens complémentaires prévus sur le châssis, et sont montés de manière à pouvoir y être raccordés lorsque le calibre est solidarisé au châssis.
Le nombre d'éléments de maintien 26 d'un calibre sera déterminé en fonction de la forme et des dimensions de la pièce à maintenir.
Le calibre représenté sur la figure 5 est également pourvu de moyens de préhension pour un opérateur, dans cet exemple, il s'agit de deux poignées 27 disposées de part et d'autre de la structure de support, sur sa face supérieure. Les calibres selon l'invention peuvent être réalisés en aluminium, ce qui permet de réduire leur poids.
Le calibre 9 est mis en place de la manière suivante. L'opérateur saisit le calibre par les poignées 27, le calibre étant placé sur un lieu de stockage proche de l'outil. Il introduit les pions de guidage 10 du châssis mobile dans les orifices 20 correspondant du châssis, jusqu'à ce que la surface d'appui 22 du calibre repose sur la surface d'appui 12 du châssis. Il n'a alors plus besoin de supporter le calibre, et peut le bloquer en position au moyen de l'élément de blocage 11 venant en appui sur les patins 24 de la surface d'appui du calibre pour la plaquer contre la surface d'appui du châssis. Le démontage du calibre se fait aisément en inversant les étapes ci-dessus.
D'autres modes de réalisation de ces dispositifs de solidarisation sont possibles, pourvu que ces dispositifs soient standardisés afin de permettre une interchangeabilité des calibres sur un ou plusieurs châssis mobiles.
Par rapport aux solutions techniques connues, où la fonction de mise en position du référentiel géométrie par rapport à une pièce de tôlerie, (c'est-à-dire le positionnement de l'outil par rapport à un référentiel fixe du poste d'assemblage), et la fonction de conformation géométrique de la pièce de tôlerie sur le référentiel géométrie (c'est-à- dire le positionnement de la pièce de tôlerie par rapport à l'outil) sont spécifiques à chaque véhicule à assembler, l'invention est caractérisée par les innovations suivantes :
- la fonction de mise en position du référentiel géométrie par rapport à la pièce de tôlerie est assurée par un même châssis mobile, identique pour une diversité de pièces de tôlerie à assembler,
- la fonction de conformation géométrique de la pièce de tôlerie sur le référentiel de géométrie est assurée par des calibres amovibles de mise en conformation géométrique, spécifiques à chaque pièce de tôlerie d'une gamme ou d'un modèle de véhicule.
Elle présente également l'avantage de permettre un guidage et blocage des calibres sur les châssis dans une position toujours identique par rapport au châssis. Les châssis selon l'invention permettent d'assurer la raideur du référentiel géométrie de part leur structure robuste, les calibres amovibles assurant uniquement la répétabilité géométrique des pièces de tôlerie à positionner.
Ces outils de positionnement sont utilisables pour l'assemblage des côtés de caisse de véhicules de différentes gammes ou de différents modèles, par simple changement des calibres. Il n'est ainsi pas nécessaire de fabriquer de nouveaux outils à chaque changement de véhicule. Cette grande flexibilité autorise également un assemblage en continu de plusieurs véhicules différents sur une même ligne (« assemblage au film »).

Claims

REVENDICATIONS
1. Outil de positionnement (4, 5) de côtés de caisse (1, 2) d'un véhicule automobile sur une ligne d'assemblage, ledit outil comprenant :
- un châssis mobile (6, 7) pourvu de moyens de déplacement et/ou de positionnement par rapport à un référentiel fixe, ledit châssis mobile étant destiné à supporter au moins un calibre de conformation géométrique (8, 9),
- une pluralité de calibres de conformation géométrique amovibles (8, 9), chaque calibre étant destiné à être solidarisé de manière amovible au châssis mobile, caractérisé en ce que le châssis mobile (6, 7) et chacun des calibres (8, 9) sont pourvus de dispositifs de solidarisation complémentaires standardisés coopérant afin de solidariser chaque calibre de manière amovible audit châssis, lesdits dispositifs de solidarisation étant conçus pour permettre un positionnement précis et répétable de chaque calibre de conformation géométrique par rapport au châssis et une transmission au châssis des efforts subis par le calibre de conformation géométrique, et en ce que le châssis mobile présente une rigidité suffisante pour supporter sans déformation ces efforts, et en ce que chaque calibre est apte à la préhension d'une partie d'un côté de caisse en tôle destiné à un véhicule spécifique.
2. Outil de positionnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de solidarisation du châssis comprend des moyens de positionnement du calibre par rapport au châssis et des moyens de blocage du calibre contre le châssis.
3. Outil de positionnement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le châssis comprend des moyens de commande automatique des moyens de blocage du calibre de conformation géométrique contre le châssis.
4. Outil de positionnement selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de positionnement du dispositif de solidarisation comprennent une surface d'appui (12) apte à recevoir une surface d'appui (22) complémentaire prévue sur le calibre, et supportant au moins deux pions et/ ou orifices (10) de guidage aptes à coopérer avec des orifices et/ou des pions (20) de guidage correspondants prévus sur le calibre, ladite surface d'appui supportant également les moyens de blocage (11).
5. Outil de positionnement selon Tune des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le châssis et chacun des calibres sont pourvus de moyens de raccord rapide électriques et/ou pneumatiques complémentaires destinés à l'alimentation du calibre, ces moyens étant montés de manière à être raccordés lorsque les dispositifs de solidarisation fixent le calibre sur le châssis.
6. Outil de positionnement selon Tune des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque calibre est formé d'une structure de support (25) équipée d'un dispositif de solidarisation standardisé au châssis, ladite structure supportant au moins un élément de maintien (26) spécifique d'une partie d'un côté de caisse en tôle particulier.
7. Outil de positionnement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque calibre est pourvu de moyens de préhension (27) pour un opérateur.
8. Outil de positionnement selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le poids de chaque calibre ne dépasse pas 15 kg, de préférence 12kg.
9. Outil de positionnement selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque calibre est en aluminium.
10. Utilisation d'une pluralité d'outils de positionnement selon l'une des revendications précédentes dans une ligne d'assemblage par soudure, notamment manuelle, de pièces de tôlerie pour assembler les côtés de caisse à une jupe arrière et au soubassement d'un véhicule.
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