Station de travail avec robot comportant une tête de positionnement et une tête de fixation, et procédé de fixation au moyen d'une telle station.

La présente invention concerne une station robo- tisée de travail et plus particulièrement une station de fixation de pièces telles que des éléments de carrosserie d'un véhicule automobile. L'invention concerne en outre un procédé de fixation au moyen d'une telle station.

ARRIERE PLAN DE L'INVENTION II est connu des stations de fixation d'une première pièce sur une deuxième pièce, comportant un premier robot de positionnement pour la première pièce, un deuxième robot de positionnement pour la deuxième pièce et une unité de fixation qui sont reliés à une unité de pilotage. Le premier robot de positionnement maintient la première pièce sur la deuxième pièce en coordination avec le deuxième robot de positionnement qui déplace la deuxième pièce en regard de l'unité de fixation. Le premier robot de positionnement peut se révéler encombrant lors de la fixation des pièces, par exemple en raison de risques d'interférences avec l'unité de fixation en mouvement. La productivité d'une telle station est en outre relativement faible et peut difficilement être augmentée. Or, les utilisateurs de telles stations de tra- vail ont généralement un besoin de productivité et de rentabilité, c'est-à-dire d'exploiter au maximum les stations de travail et les éléments qui les composent, et de flexibilité de manière que les stations de travail puissent être facilement adaptées à différents types de piè- ces, différentes cadences et à des modifications du processus de fabrication, ce besoin de flexibilité ne devant toutefois pas être satisfait au détriment de la rentabilité.

OBJET DE L'INVENTION

Un but de l ' invention est de proposer une station de travail permettant de satisfaire au moins en partie les besoins ci-dessus énoncés.

RESUME DE L'INVENTION A cet effet, on prévoit, selon l'invention, une station de fixation d'une première pièce sur une deuxième pièce, comportant une unité de positionnement de la deuxième pièce, un robot de positionnement de la première pièce, une unité de fixation et une unité de pilotage, le robot de positionnement étant pourvu d'une tête de préhension de la première pièce et d'une tête de fixation.

Ainsi, le robot de positionnement peut assurer, grâce à sa double tête, une fonction de positionnement et une fonction de fixation. Ceci permet d'accélérer l ' opé- ration de fixation et de limiter le risque d'interférence du robot de positionnement avec l'unité de fixation. Le robot de positionnement peut en outre effectuer la fixation dans les zones difficiles d'accès pour l'unité de fixation. Avantageusement, l'unité de fixation est une tête de fixation sensiblement fixe et l'unité de positionnement de la deuxième pièce est un robot commandé par l'unité de pilotage pour déplacer la deuxième pièce par rapport à l'unité de fixation, l'unité de pilotage étant agencée pour commander le robot de positionnement de manière coordonnée avec l'unité de positionnement.

On combine les avantages de l'utilisation d'une tête fixe (celle de l'unité de fixation) et d'une tête mobile (celle du robot de positionnement) qui peut notam- ment effectuer la fixation dans les zones inaccessibles pour la tête fixe.

Selon un mode de réalisation particulier, la tête de préhension et la tête de fixation du robot de positionnement sont montées sur un support agencé pour per- mettre une substitution d'une tête à l'autre.

Ce mode de réalisation est particulièrement simple et permet un passage rapide de la fonction de positionnement à la fonction de fixation.

L'invention a également pour objet un procédé de fixation au moyen d'une telle station, comprenant les étapes de :

- le robot de positionnement pour positionner au moyen de sa tête de préhension la première pièce sur la deuxième pièce, - l'unité de fixation pour commencer la fixation de la première pièce,

- le robot de positionnement pour lâcher la première pièce lorsque la fixation est suffisamment avancée pour figer la position de la première pièce sur la deuxième pièce,

- le robot de fixation pour effectuer, au moyen de sa tête de fixation, une opération de fixation de la première pièce sur la deuxième pièce.

Ainsi, il est assuré deux fonctions par le robot de positionnement, à savoir :

- une fonction de positionnement de la première pièce sur la deuxième pièce tant que la fixation de la première pièce n'est pas suffisamment avancée pour en figer la position, - une fonction de fixation dès qu'il n'est plus nécessaire que le robot exerce sa fonction de positionnement .

Selon un mode de réalisation particulier, après que le robot de positionnement a lâché la première pièce lorsque la fixation est suffisamment avancée pour figer la position de la première pièce sur la deuxième pièce, l'unité de pilotage est agencée pour commander :

- le robot de positionnement pour positionner au moins une troisième pièce B sur la deuxième pièce C, - l'unité de fixation pour commencer la fixation

de la troisième pièce,

- le robot de positionnement pour lâcher la troisième pièce lorsque la fixation est suffisamment avancée pour figer la position de la troisième pièce sur la deuxième pièce.

Ainsi, le positionnement de la troisième pièce est effectué en temps masqué, pendant l'achèvement de la fixation de la première pièce, de sorte que l'unité de fixation peut, dès l'achèvement de la fixation de la pre- mière pièce, passer sans temps mort à la fixation de la troisième pièce. En outre, lorsque les première et troisième pièces sont au moins un peu espacées sur la deuxième pièce, le positionnement de la troisième pièce permet au robot de positionnement de dégager la zone de la première pièce, facilitant ainsi l'accès à celle-ci par l'unité de fixation.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

II sera fait référence à la figure unique annexée représentant schématiquement une station conforme à l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

La station conforme à 1 ' invention est agencée pour fixer une première pièce A et une deuxième pièce B sur une troisième pièce C.

En référence à la figure 1, la station de tra- vail, généralement désignée en 1, comprend un robot de positionnement 2 pour la pièce C, permettant de faire entrer dans la station 1 la pièce C et de faire sortir de la station la pièce C sur laquelle sont fixées les pièces A et B. Le chargement et le déchargement des pièces C sur le robot de positionnement 2 sont par exemple réalisés

par un opérateur ou par le robot de positionnement 2 lui- même retirant ou déposant les pièces dans des magasins situés au voisinage de la station. Des chargeurs 3A et 3B approvisionnent la station respectivement en pièces A et B. Les chargeurs 3A et 3B sont connus en eux-mêmes et peuvent être constitués de convoyeurs, de robots, de magasins de pièces (comme en l'espèce)... ou être remplacés par un opérateur.

La station 1 comprend également une unité de fixation et un robot de positionnement 4 pour les pièces A et B.

L'unité de fixation est ici une tête fixe de soudage 9. La tête fixe de soudage 9 est ici une tête laser mais d'autres modes de fixation sont bien entendu envisa- geables, comme le soudage électrique, le collage, l'agrafage, le sertissage, le vissage... La tête fixe 12 peut posséder un degré de liberté permettant un débattement angulaire pour orienter en cas de besoin le faisceau laser par rapport aux pièces à souder. Le robot de positionnement 4 comprend un bras ayant une extrémité libre équipée d'un support 5 comportant deux têtes, à savoir une tête de préhension 8 agencée, de façon connue en soi, pour saisir une pièce A ou une pièce B et une tête de soudage 6 connue en elle-même. Le support 5 est monté sur le bras du robot de positionnement 4 pour pivoter de manière à pouvoir échanger les positions de la tête de soudage 6 et de la tête de préhension 7.

Le robot de positionnement 2, les chargeurs 3A et 3B, le robot de positionnement 4 et la tête fixe de soudage 9 sont reliés à une unité de pilotage 8 pour être commandés par celle-ci. L'unité de pilotage 8 comprend, de façon connue en soi, des moyens informatiques agencés pour exécuter un programme de commande pour la mise en œuvre d'un procédé de fixation des pièces A et B sur la

pièce C.

Les opérations dont la réalisation est commandée par l'unité de pilotage 8 en fonction du programme de commande vont maintenant être détaillées. Le robot de positionnement 4 commence par aller chercher une pièce A dans le chargeur 3A de manière que la pièce A soit maintenue dans la tête de préhension 7. Simultanément, le robot de positionnement 2 amène une pièce C et la met en position dans la station de travail 1.

Le robot de positionnement 4 présente la pièce A en regard de la pièce C et positionne la pièce A sur la pièce C.

Le robot de positionnement 2 et le robot de posi- tionnement 4 se déplacent alors de façon coordonnée de manière à déplacer le point d'impact du faisceau laser de la tête fixe de soudage 9 le long des zones de fixation de la pièce A sur la pièce C.

Lorsque la fixation est suffisamment avancée pour figer la position de la pièce A sur la pièce C, le robot de positionnement 4 lâche la pièce A.

Le robot de positionnement 4 va alors chercher une pièce B, la présente en regard de la pièce C et la positionne sur la pièce C pendant l'opération de fixation de la pièce A sur la pièce C par la tête fixe de fixation

9.

Le robot de positionnement 2 et le robot de positionnement 4 se déplacent alors de façon coordonnée de manière à déplacer le point d'impact du faisceau laser de la tête fixe de soudage 9 le long des zones de fixation de la pièce B sur la pièce C.

Lorsque la fixation de la pièce B sur la pièce C est suffisamment avancée pour figer la position de la pièce B sur la pièce C, le robot de positionnement 4 lâ- che la pièce B.

La substitution de la tête de soudage 6 à la tête de préhension est alors effectuée et le robot de positionnement 4 termine avec la tête fixe de soudage 9 la fixation des pièces A et B, par exemple en intervenant dans les zones difficilement accessibles par le faisceau laser émis par la tête fixe de soudage 9.

Puis, le robot de positionnement 4 va chercher une nouvelle pièce A et le cycle peut recommencer. En variante, la tête de soudage 6 peut être utilisée pour fixer la pièce A avant que le robot de positionnement 4 n'aille chercher une pièce B ou le robot de positionnement 4 peut aller chercher une nouvelle pièce A avant la fin de la fixation de la pièce B sur la pièce C par exemple si toutes les zones de fixation restantes sont aisé- ment accessibles pour la tête fixe de soudage 9.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de 1 ' invention tel que défini par les revendications. On peut ainsi prévoir sur une tête de préhension multiface avec sur chaque face un emplacement de réception d'une pièce A et/ou un emplacement de réception d'une pièce B. Il est alors possible, pendant que les pièces A et B d'une face sont en train d'être fixées sur la pièce C, de charger de nouvelles pièces A et B sur la face opposée à la pièce C, ou de charger simultanément des pièces A et B sur les deux faces afin de n'effectuer ce chargement que toutes les deux pièces C .

En outre, il est possible d'agencer la station pour permettre la fixation d'une seule pièce sur la pièce C ou de plus de deux pièces, par exemple en multipliant le nombre de robots de positionnement ou le nombre d'emplacements disponibles sur le support de celui-ci.

Le robot de positionnement 2 peut être toute uni- té de positionnement mobile telle qu'un convoyeur équipé

d'un support mobile permettant de déplacer la pièce dans au moins une direction horizontale transversale au convoyeur par rapport à la tête de soudage fixe.

Il est entendu que lorsqu'il est mentionné que la pièce B est fixée sur la pièce C, la pièce B peut être fixée sur tout élément solidaire de la pièce C et par exemple la pièce A.

En variante, la fixation de la pièce A (une fois celle-ci lâchée par le robot de positionnement 4) peut être interrompue pour fixer la pièce B (amenée par le robot de positionnement 4) et figer la position de celle-ci sur la pièce C, la fixation des pièces A et B par la tête fixe de soudage étant terminée une fois que le robot de positionnement 4 a dégagé la zone de fixation. La tête de fixation 9 peut être totalement fixe.