L'invention concerne une ligne robotisée flexible d'assemblage d'éléments de tôlerie par soudage (par exemple) de différentes pièces de tôlerie les unes aux autres. Elle s'inscrit dans le contexte des lignes automatisées où la manutention et l'assemblage sont assurés par des robots sous forme de bras articulés dont les opérations et mouvements sont coordonnés et commandés par une unité centralisée.

L'invention concerne l'assemblage d'éléments de tôlerie de véhicule automobile tels que des côtés de caisse, ou bien des ouvrants tels que des capots, des portes latérales ou des hayons, qui nécessitent typiquement d'assembler, par exemple par soudage, une peau et une doublure pour constituer un ensemble rigide.

On attend d'une telle installation une flexibilité totale : elle doit permettre de produire différents types d'éléments dans un ordre quelconque, et pour des cadences pouvant être faibles et pour des cadences plus élevées pouvant atteindre jusqu'à 90 véhicules par heure.

Les différents types d'un même élément correspondent par exemple aux différentes déclinaisons d'un même véhicule comme par exemple coupé, berline ou bien break. Concrètement, le hayon du type coupé, du type berline, ou du type break n'est pas le même pour un même modèle de véhicule. Comme les commandes de véhicules ne sont pas prévisibles, la ligne de production est prévue complètement flexible pour pouvoir s'adapter à la demande, tout au long de la vie de la ligne de production du véhicule. Une telle ligne peut aussi être exploitée pour assembler les ouvrants de différents modèles de véhicules, de manière à s'adapter à la demande pour les véhicules en question qui n'est, elle non plus, pas prévisible.

Le but de l'invention est de proposer un agencement de ligne d'assemblage de tôlerie totalement flexible et ayant un coût réduit.

RESUME DE L'INVENTION

A cet effet, l'invention a pour objet une installation flexible pour assembler des pièces de tôle afin de constituer des éléments de tôle de plusieurs types, cette installation comportant :

FEUILLE RECTIFIÉE (RÈGLE 91) ISA/EP - une série de postes d'assemblage alignés qui sont dédiés chacun à l'assemblage d'un type d'éléments ;

- au moins un rail d'assemblage s'étendant parallèlement à la série de postes alignés et portant au moins un robot d'assemblage mobile d'un poste à un autre le long du rail qui le porte pour assembler des pièces de tôle les unes aux autres sur chaque poste ;

- au moins un rail de manutention longeant un rail d'assemblage et portant au moins un robot de manutention pour approvisionner chaque poste avec des pièces de tôle à assembler et pour extraire de chaque poste les éléments qui ont été assemblés, le rail d'assemblage que longe ce rail de manutention étant situé entre le rail de manutention et la série de postes d'assemblage.

L'invention concerne également une installation telle que définie ci-dessus, comportant deux rails d'assemblage s'étendant de part et d'autre de la série de poste alignés. L'invention concerne également une installation telle que définie ci-dessus, comportant deux rails de manutention s'étendant de part et d'autre des deux rails d'assemblage.

L'invention concerne également une installation telle que définie ci-dessus, dans laquelle les robots d'assemblage sont des robots de soudage par points. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

L'idée à la base de l'invention est de prévoir un agencement comportant une série de postes d'assemblage alignés, ainsi que différents rails portant des robots d'assemblage et de manutention agencés pour que les robots de manutention puissent se déplacer indépendamment des robots d'assemblage qui opèrent sur un poste d'assemblage. Les robots de manutentions pouvant accéder à tous les postes d'assemblage indépendamment des robots d'assemblage et inversement

Selon l'invention, ceci est assuré en prévoyant un alignement de postes dédiés entouré par deux rails portant des robots d'assemblage, et des robots de manutention portés par un troisième rail longeant l'un des deux rails. La ligne d'assemblage qui est représentée dans la figure unique en y étant repérée par 1 comporte une série de huit postes fixes repérés par 2 à 9 qui sont alignés les uns avec les autres. Chacun de ces postes fixes 2 à 9 est agencé pour l'assemblage d'un type d'ouvrant, offrant la possibilité d'assembler jusqu'à huit types d'ouvrants. Ces ouvrants qui sont représentés sous forme d'éléments identiques dans la figure unique ont en fait des formes différentes. Les différents postes fixes 2 à 9 sont alignés selon une direction principale de la ligne d'assemblage, repérée par AX, et qui correspond à un axe s'étendant de haut en bas dans la figure unique. Deux rails repérés par 1 1 et 12 sont situés de part et d'autre de l'alignement central que définissent les postes fixes 2 à 9, ces deux rails 1 1 et 12 s'étendant parallèlement à la direction AX en étant situés de part et d'autre des postes fixes.

Le rail 1 1 constitue un rail d'assemblage, portant ici un robot de soudage par points qui est mobile le long de ce rail, ce qui lui permet de se déplacer de l'un à l'autre des postes 2 à 9 pour réaliser des opérations de soudage par points sur l'un ou l'autre de ces postes. Un tel robot comporte un socle portant une embase mobile en rotation autour d'un axe vertical et qui porte un bras articulé, cette embase étant montée sur le rail qui la porte pour être mobile en translation le long de ce rail .

Le bras articulé présente une portion inférieure articulée sur l'embase pour être mobile en rotation autour d'un axe horizontal, et une portion supérieure articulée sur la portion inférieure qu'elle prolonge de manière à être mobile en rotation autour d'un axe parallèle à l'axe d'articulation de la portion inférieure avec l'embase.

La portion supérieure du bras est prolongée par une tête mobile en rotation par rapport à la portion supérieure du bras qu'elle prolonge, et l'ensemble est motorisé à chacune de ses articulations pour permettre au bras articulé avec sa tête de se placer dans toute position voulue.

Dans le cas d'un robot de soudage par points, la tête est équipée d'une pince de soudage que le robot déplace dans l'espace pour réaliser des séries de points de soudage localisées à des positions préprogrammées et selon une séquence prédéterminée. De manière analogue, le rail d'assemblage 12 porte deux autres robots de soudage par points 14 et 15, du même type que le robot 13, qui sont mobiles le long du rail 12 pour pouvoir opérer sur chacun des postes fixes 2 à 9. Complémentairement, un troisième rail 17 s'étend le long du rail 1 1 , en étant déporté par rapport au rail 1 1 qui est ainsi situé entre le rail 17 et l'alignement de postes 2 à 9.

Ce troisième rail constitue un rail de manutention, portant deux robots de manutention 18 et 19. Il constitue un rail externe longeant le rail d'assemblage 1 1 , en étant positionné de telle manière que ce rail d'assemblage 1 1 est situé entre le rail de manutention 17 et la série de postes fixes 2-9.

Les robots de manutention sont du même type que les robots décrits plus haut : ils comprennent un socle déplaçable le long du rail qui le porte, et portant une embase pivotant autour d'un axe vertical et portant un bras articulé à deux portions prolongé au niveau de sa portion supérieure par une tête mobile en rotation autour de différents axes.

Dans le cas d'un robot de manutention, la tête du robot se solidarise à un organe de préhension ou préhenseur grâce auquel le robot peut manutentionner des éléments et des pièces de tôle. Ces robots de manutention 18 et 19 sont avantageusement équipés de changeurs leur permettant de changer d'organe de préhension afin de pouvoir manutentionner différentes pièces de tôle et/ou différents types d'éléments de tôle assemblés.

Dans le cas de l'exemple illustré à la figure unique, le robot repéré par 18 assure l'approvisionnement des différents postes fixes 2 à 9 en pièces de tôle à assembler. Il saisit chaque pièce de tôle au niveau d'un poste d'approvisionnement non représenté qui est situé en extrémité de la ligne d'assemblage, et il place ces pièces de tôle sur l'un ou l'autre des postes d'assemblage 2 à 9.

Le robot de manutention 19 extrait chaque élément de tôle, une fois qu'il a été assemblé, du poste fixe où il a été assemblé par soudage par points réalisé par les robots 13-15, pour le transférer sur un autre ilot de production non représenté sur la figure, mais situé à une extrémité de la ligne qui est opposée à l'extrémité où se situe le poste d'approvisionnement.

Comme visible sur la figure unique, grâce à l'agencement selon l'invention, les robots de manutention 18 et 19, portés par le troisième rail 17, peuvent approvisionner un poste et extraire un élément assemblé sur un autre poste, en même temps que les robots de soudage par points 13-15 portés par les rails 1 1 et 12 soudent des pièces de tôle sur un autre poste pour assembler un autre élément. En pratique, les robots de soudage 13 à 15 et les robots de manutention 18 et 19 peuvent être commandés indépendamment, ce qui permet d'approvisionner un poste fixe pendant que les robots de soudage sont en train de terminer l'assemblage d'un élément sur un autre poste fixe. Ainsi, grâce à l'agencement selon l'invention, le temps de cycle de soudage peut être augmenté puisqu'il n'est plus pénalisé par les temps d'approvisionnement et d'extraction qui constituent des opérations pouvant être réalisées en temps masqué du fait de l'indépendance des robots de manutention par rapport aux robots de soudage. Grâce au troisième rail 17 qui longe l'un des deux rails 1 1 ou 12 situés de part et d'autre de l'alignement de postes fixes 2-9, les robots de manutention que porte ce troisième rail 17 peuvent agir sur les postes fixes 2-9 qui sont à distance suffisamment faible mais sans interférer avec les robots de soudage par points qui interviennent aussi sur ces mêmes postes fixes 2-9. Comme visible dans la figure unique, afin de réduire encore les possibilités d'interférence entre les différents robots, le rail 12, qui est le plus éloigné du rail 17 portant les robots de manutention, porte deux robots de soudage 14 et 15.

Au niveau des rails 1 1 et 17 qui sont contigus et qui se longent mutuellement, on a prévu au contraire un seul robot de soudage 13 porté par le rail 1 1 , et deux rabots de manutention 18 et 19 qui sont portés par le rail 17.

L'invention permet ainsi, comme illustré schématiquement à la figure unique, au robot d'approvisionnement 18 d'approvisionner dans un premier temps le poste fixe 9 en pièces de tôle devant être soudées les unes aux autres pour assembler un élément d'un certain type, pendant que les robots de soudage 13-15 sont en train d'opérer pour souder des pièces, sur un autre poste.

Une fois que les robots de soudage 13-15 sont libérés, ils sont alors déplacés le long des rails 1 1 et 12 pour venir se positionner en vis-à-vis du poste fixe 9 pour exécuter un cycle prédéterminer de points de soudage afin d'assembler l'élément du type correspondant à ce poste fixe 9. Pendant que les robots 13-15 exécutent cette séquence de soudage, le robot de manutention 18 approvisionne un autre poste fixe, à savoir le poste 2, en pièces de tôle à souder pour assembler un élément d'un type correspondant au poste fixe n°2. Une fois que les cycles de soudage sont terminés sur le poste n°9, les robots de soudage sont alors déplacés pour venir sur le poste n°2 de manière à réaliser un autre cycles de points de soudure pour assembler l'élément de tôle correspondant au poste n°2. Pendant que cet autre cycle de soudage est mis en œuvre, d'une part, le robot 19 extrait l'élément qui a préalablement été assemblé sur le poste n°9 pour le placer sur un autre ilot non représenté, et d'autre part, le robot d'approvisionnement 18 est commandé pour approvisionner un autre poste fixe, comme par exemple le poste n°6, en disposant sur celui-ci des pièces à souder pour assembler un élément d'un autre type.

Là aussi, une fois que les robots 13-15 ont terminé leur cycle de réalisation de points de soudage au niveau du poste 2, ils sont déplacés vers le poste n°6 pour y débuter un nouveau cycle. Le robot 19 est alors commandé pour extraire du poste n°2 l'élément assemblé afin de l'évacuer vers un autre ilot de production non représenté, après quoi le robot 18 est commandé pour approvisionner un autre poste en pièces de tôle à souder pour assembler un nouvel élément.

Chacun des postes fixes 2-9 peut être configuré pour l'assemblage d'un type particulier d'élément de tôlerie tel qu'un ouvrant, de sorte que la ligne d'assemblage illustrée à la figure unique permet ainsi d'offrir une flexibilité totale sur la fabrication de huit types d'éléments différents.

Dans l'exemple décrit en rapport avec la figure, les robots d'assemblage solidarisent les pièces de tôle les unes aux autres en réalisant des points de soudage. Mais l'invention s'applique aussi bien à une ligne dans laquelle les robots réalisent des assemblages de pièces de tôle par encollage ou par tout autre moyen de solidarisation d'une pièce de tôle à une autre comme par exemple le sertissage.

Par ailleurs, l'exemple de réalisation de l'invention qui est représenté à la figure unique comporte deux rails d'assemblage 1 1 et 12 situés de part et d'autre de la série de postes fixes, et un rail de manutention 17 qui longe extérieurement le rail 1 1 , mais d'autres configurations sont possibles. Notamment, l'invention concerne également une ligne comportant un seul rail d'assemblage longeant une série de postes fixes, et un seul rail de manutention longeant ce rail d'assemblage en étant situé de telle manière que le rail d'assemblage est positionné entre la série de postes fixes et le rail de manutention. L'invention concerne aussi une disposition dans laquelle on prévoit une série de postes fixes entourée de part et d'autre par deux rails d'assemblage, eux mêmes entourés par deux rails de manutention externes.