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WO2008155475A1 - Outil de positionnement de jupes arrière de véhicule sur une ligne d'assemblage, et son utilisation - Google Patents

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

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Publication number
WO2008155475A1
WO2008155475A1 PCT/FR2007/051482 FR2007051482W WO2008155475A1 WO 2008155475 A1 WO2008155475 A1 WO 2008155475A1 FR 2007051482 W FR2007051482 W FR 2007051482W WO 2008155475 A1 WO2008155475 A1 WO 2008155475A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
frame
positioning
template
gauge
tool according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2007/051482
Other languages
English (en)
Inventor
Alexandru Grosu
Philippe Rocton
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Priority to PCT/FR2007/051482 priority Critical patent/WO2008155475A1/fr
Publication of WO2008155475A1 publication Critical patent/WO2008155475A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted for a procedure covered by only one of the other main groups of this subclass
    • B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted for a procedure covered by only one of the other main groups of this subclass for holding or positioning work
    • B23K37/0426—Fixtures for other work
    • B23K37/0435—Clamps
    • B23K37/0443—Jigs
    • 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 invention relates to a tool for positioning rear skirts of a vehicle on an assembly line, and to its use.
  • BACKGROUND POSITIONING TOOL OF VEHICLE REAR SKIRT Generally, the assembly of a motor vehicle is performed on an assembly line specific to a vehicle or a range of vehicles.
  • the sheet metal parts, before joining by welding must be positioned relative to each other, respecting the positioning tolerances specified by the vehicle manufacturers standards.
  • frames are used on which are fixed specific blocking elements of a given sheet metal part which make it possible to maintain the sheet metal part in a predetermined position with respect to a fixed reference frame.
  • these frames In order to ensure the repeatability of the positioning of the parts to be assembled with respect to the geometry reference system, which makes it possible to ensure that each part will be positioned in the same way during the assembly of a new vehicle, these frames must provide stiffness according to the specifications of the vehicle manufacturers' standards. This is the reason why these frames are bulky and heavy. Thus, for example, a frame for a body side is as long and tall as the latter, as well as for a frame for a rear skirt. Such a design, however, still requires a positioning of these frames more or less automated, these frames can not be handled manually, even for a small sheet metal part, such as a rear skirt.
  • the invention aims to overcome these disadvantages by proposing a sheet metal rear skirt positioning tool comprising a movable frame adapted to removably support a specific geometric conformation template of a rear sheet metal skirt whose dimensions do not require the use of a helper or robot for its 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 rear skirts 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, a plurality of removable geometric conformation templates, each template being intended to be removably secured to the mobile frame, characterized in that 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 a sufficient rigidity to support without deformation these forces, and in that each caliber is able to grip a portion of a rear sheet metal skirt 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.
  • a frame can be provided with a single securing device for the removable attachment of a template.
  • a single securing device for the removable attachment of a template.
  • 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 produce bulky and voluminous templates to ensure a repeatability of the positioning of the frame. caliber 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 template is designed to position a part of a sheet metal part, several templates then being provided for the positioning of a part, with a minimum of two sizes per piece, depending on the dimensions of this part. last.
  • These different calibres are each supported by a different frame, or possibly by the same frame.
  • the device for securing the chassis comprises means for positioning the gauge relative to the chassis and means for blocking the template against 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 frame comprises means for automatically controlling the locking means of the geometric conformation template against the frame.
  • Automatic control of the blocking of the geometric conformation template allows robotization or possible automation of the use of the mobile chassis.
  • control of the locking means can also be manual, the choice between manual and automatic control dependent ergonomic constraints and cycle time.
  • the positioning means of the securing device may 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 corresponding guide pins provided on the gauge, said bearing surface also supporting the locking means.
  • the bearing surface may be square with a substantially horizontal upper face and a substantially vertical lower face. It can also be a flat plate.
  • the bearing surface may have at least one face provided with at least two pins and / or guide orifices substantially perpendicular to said axis, able to cooperate with orifices and / or pawns corresponding to the bearing surface geometric conformation template, and at least one other face provided with at least one blocking element adapted to clamp the geometric conformation template against said face.
  • the guiding and blocking elements may also be on the same face.
  • the pins and / or guide holes can be placed on the upper face, so that their axis extends vertically.
  • each face may be provided with at least one pin and / or guide orifice, and each face, or only one of the two faces, 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 .
  • Such connections allow the power supply and / or pneumatic gauge, for the possible automation or robotization of the use of the template when gripping a sheet metal part.
  • 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 rear skirt of particular sheet metal and a body side on which must be fixed the cross member.
  • Each caliber may be provided with gripping means for an operator.
  • This operator could be human, or it could be a robot.
  • the weight of the template does not exceed 15 kg, preferably 12 kg. Thanks to the design of the frame, which supports the most important efforts and ensures the stiffness of the tool, the dimensions and the weight of the caliber can be considerably reduced. It is thus possible to produce gauges whose weight is less than or equal to the maximum carrying weight authorized by the ergonomic standards for an operator, according to the production rate on sheet metal assembly lines with manual welding.
  • each gauge will for example be made of aluminum.
  • the invention also relates to the use of a plurality of positioning tools according to the invention in an assembly line by welding, in particular manual, of sheet metal parts to assemble the rear skirts to the base of a vehicle.
  • 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, 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 the positioning of each sheet metal part.
  • the use of two tools is sufficient for every piece of sheet metal. This reduces the size of tools around the assembly line, which can facilitate access to the line, and also reduces the cost of manufacturing a line.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a positioning tool according to the invention and a rear skirt
  • FIG. 2 is a partial view of the tool represented in FIG.
  • FIG. 1 Figure 3 is an enlarged view of the frame of the tool shown in Figure 2;
  • FIG. 4 is an enlarged view of the gauge of the tool shown in FIG.
  • FIG. 1 represents a positioning tool 80 forming part of a station of a manual resistance welding line, at the level of which is made the assembly of a rear skirt 70 to the underbody of the vehicle (not shown) .
  • each positioning tool 80 comprises a movable frame 81, on which is secured a removable geometric conformation template 100.
  • the movable frame 81 comprises displacement and positioning means 89, 90, 91 relative to a fixed frame of reference (X, Y, Z) of the assembly station.
  • a displacement and positioning means 89 providing displacement and linear Z positioning
  • a displacement and positioning means 90 providing displacement and linear positioning in Y
  • means 91 for moving and Positioning device providing displacement and linear positioning in X-shape.
  • each tool comprises a Z and Y linear displacement and positioning means, these means 89, 90 being shown in FIG. 1 for one of the tools 80 only.
  • the moving means 91 and the X positioning are common to the two tools 80, and supported by a single carriage 88.
  • chassis 81 may be equipped with other linear displacement means, following other axes of the reference frame, or other means of rotation, or a combination of both.
  • the mobile frame 81 has a standardized fastening device capable of cooperating with a complementary securing device of the caliber 100 respectively in order to secure the latter removably to said frame.
  • This standardized fastening device is designed to allow precise and repeatable positioning of the geometric conformation template with respect to the frame and a transmission to the chassis of the forces experienced by the geometric conformation template.
  • the movable frame 81 must have sufficient rigidity to withstand these forces without deformation. In particular, he must ensure stiffness according to the standard specifications of vehicle manufacturers.
  • 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 part. In general, oversizing the chassis will be provided to ensure the stability of the latter regardless of the conditions of use, and allowing the positioning of sheet metal parts having variable weights.
  • the frame can be made of steel sheets of sufficient thickness to ensure the frame assembly and removable caliber blocked on the chassis stiffness according to the specifications of the vehicle manufacturer standards, depending on the static and dynamic loads. 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 the frame 81 comprises means for positioning the gauge relative to the frame and means for locking the template against the frame.
  • This securing device comprises two guide pins 92, of substantially vertical axis, spaced apart from each other, and a locking member 93 for locking the template against the frame.
  • the blocking element 93 is when it is arranged on the vertical face 94b of the bearing surface 94. This locking element is located substantially equidistant from the two guide pins 92.
  • the blocking member 93 is of the type commonly used in sheet metal to hold two pieces against each other. It comprises in particular a mobile part 93a whose end is provided with a corner piece 93b intended to press the template on each of the faces
  • the blocking element 93 can be controlled manually or automatically depending on ergonomic constraints and production rates.
  • each removable geometric conformation gauge 100 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.
  • the standardized fastening device of the gauges is designed to allow precise and repeatable positioning of the geometric conformation template with respect to the frame and a transmission to the chassis of the forces experienced by the geometric conformation template.
  • each caliber is capable of gripping at least a portion of a specific sheet metal part.
  • the device for securing the gauge 100 comprises means for positioning the gauge relative to the chassis, complementary to the positioning means of the corresponding chassis, namely they comprise two guide orifices 101, of substantially vertical axis, distant from each other. 'other.
  • These two guide holes 101 are able to receive the guide pins 92 of the frame.
  • they are located on the upper face 102a of a bearing surface 102 in the form of a square, this upper face 102a extending in a substantially horizontal plane once mounted on the movable frame.
  • the bearing face 102 also comprises a lower face 102b substantially vertical in mounted position.
  • the upper faces 102a and lower 102b are intended to bear against the corresponding upper faces 94a and lower 94b of the frame.
  • Each of the upper and lower faces of the caliper may further be provided with pads 103 for receiving the two bearing points of the wedge piece 93b of the locking element.
  • the caliber 100 is formed of a support structure 104 provided with the device for fastening to the frame, said structure supporting at least one holding element 105 specific to the part of the sheet metal part which it must maintain. These holding elements 105 are of the type generally used to engage a piece of sheet metal, they will not be detailed.
  • the device for securing the template is then provided with electrical and / or pneumatic quick coupling means (not shown) for actuating the holding element or elements 105.
  • the number of holding elements 105 of a size will be determined according to the nature of the part to be maintained. This holding element can be unique for small parts, for example for a rear skirt.
  • the gauge shown in Figure 4 is also provided with gripping means for an operator, in this example, it is a handle 106 disposed on its upper face.
  • the gauges according to the invention can be made of aluminum, which makes it possible to reduce their weight.
  • the 100 caliber is set up as follows.
  • the operator grasps the template by the handles 106, the template being placed on a storage place close to the tool. It introduces the guide pins 92 of the movable frame into the corresponding holes 101 of the frame, until the bearing surface 102 of the template rests on the bearing surface 94 of the frame. He no longer needs to support the template, and can block it in position by means of the locking element
  • this embodiment is standardized to allow interchangeability of templates on multiple mobile chassis.
  • the positioning function of the geometry reference with respect to a sheet metal part that is to say the positioning of the tool with respect to a fixed reference of the assembly station
  • the geometric conformation function of the sheet metal part on the geometry reference that is to say the positioning of the sheet metal part relative to the tool
  • the positioning function of the geometry reference with respect to the sheet metal part is ensured by the same mobile frame, identical for a variety of sheet metal parts to be assembled,
  • 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.

Landscapes

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Abstract

L'invention concerne un outil (80) de positionnement d'une jupe arrière comprenant un châssis mobile (81) et un calibre de conformation géométrique (100), ledit châssis mobile (81) étant destiné à supporter au moins un calibre de conformation géométrique (100) apte à maintenir une jupe arrière en tôle spécifique. Selon l'invention, le châssis mobile (81) et le calibre (100) 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 JUPES ARRIERE DE VEHICULE SUR UNE LIGNE D'ASSEMBLAGE, ET SON UTILISATION L'invention concerne outil de positionnement de jupes arrière 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.
Ainsi, ces lignes d'assemblage spécifiques, notamment en soudure, ne permettent que très peu de flexibilité. II 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, ce qui conduit à des coûts d'investissement très élevés. II 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 constructeurs de véhicules.
A cet effet, on utilise des cadres sur lesquels sont fixés des éléments de blocage 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. Ainsi, par exemple, un cadre destiné à un côté de caisse est aussi long et haut que ce dernier, de même que pour un cadre destiné à une jupe arrière. Une telle conception nécessite cependant toujours une mise en position de ces cadres plus ou moins automatisée, ces cadres ne pouvant être manipulés manuellement, même pour une pièce de tôlerie de faible dimension, telle qu'une jupe arrière.
Afin de réduire les coûts, le document US 4 667 866 propose d'utiliser des éléments de serrage montés amovibles sur des cadres universels. Cet agencement permet ainsi de limiter la fabrication du nombre de cadres à chaque changement de gamme ou de modèle de véhicule : il suffit en effet de prévoir un cadre universel pour chaque type de pièce de tôlerie (côté de caisse, soubassement, ...). Toutefois, les cadres restent toujours aussi volumineux, ce qui exclut leur déplacement manuellement, et ce qui ne permet pas de réduire leur coût de fabrication. De plus, des moyens de déplacement et de positionnement spécifiques à chaque type de cadre sont nécessaires.
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 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 outil de positionnement de jupes arrière en tôle comprenant un châssis mobile conçu pour supporter de manière amovible un calibre de conformation géométrique spécifique d'une jupe arrière en tôle 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 jupes arrière 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'une jupe arrière en tôle destinée 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. Pour des pièces particulièrement volumineuses, ou en fonction de l'encombrement disponible, on pourra envisager deux, voire plus, dispositifs de solidarisation, 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. En raison de sa faible taille, le calibre est conçu pour positionner une partie d'une pièce de tôlerie, plusieurs calibres étant alors prévus pour le positionnement d'une pièce, avec un minimum de deux calibres par pièce, en fonction des dimensions de cette dernière. Ces différents calibres sont supportés chacun par un châssis différent, ou éventuellement par un même 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.
Les moyens de positionnement du dispositif de solidarisation peuvent comprendre 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 peut être en forme d'équerre présentant une face supérieure sensiblement horizontale et une face inférieure sensiblement verticale. Il peut également s'agir d'une plaque plate.
La surface d'appui peut 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. En variante, les éléments de guidage et de blocage pourront également être sur une même face. Dans le cas d'une surface d'appui en équerre, 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 faces, 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'une jupe arrière en tôle particulière et d'un côté de caisse sur lequel doit être fixé la traverse.
Chaque calibre peut être 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 du 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 du 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.
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'invention dans une ligne d'assemblage par soudure, notamment manuelle, de pièces de tôlerie pour assembler les jupes arrière 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 et rapidement 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 pièce de tôlerie. 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 représentant un outil de positionnement selon l'invention et une jupe arrière ; - la figure 2 est une vue partielle de l'outil représenté figure
1 ; la figure 3 est une vue agrandie du châssis de l'outil représenté figure 2 ; la figure 4 est une vue agrandie du calibre de l'outil représenté figure 2.
La figure 1 représente un outil de positionnement 80 faisant partie d'un poste d'une ligne d'assemblage par soudure manuelle par résistance, au niveau duquel est réalisé l'assemblage d'une jupe arrière 70 au soubassement du véhicule (non représenté).
Afin d'assurer le positionnement relatif de la jupe arrière 70 par rapport au soubassement, deux outils de positionnement 80 selon l'invention sont utilisés, dont l'un seulement est représenté sur la figure 1. L'un des outils 80 est représenté sur les figures 2 à 4. Chaque outil de positionnement 80 comprend un châssis mobile 81, sur lequel est solidarisé un calibre de conformation géométrique amovible 100.
Le châssis mobile 81 comprend des moyens de déplacement et de positionnement 89, 90, 91 par rapport à un référentiel fixe (X, Y, Z) du poste d'assemblage.
Dans l'exemple représenté sont visibles : un moyen 89 de déplacement et de positionnement assurant le déplacement et le positionnement linéaire en Z, un moyen 90 de déplacement et de positionnement assurant le déplacement et le positionnement linéaire en en Y un moyen 91 de déplacement et de positionnement assurant le déplacement et le positionnement linéaire en en X.
Dans l'exemple représenté, chaque outil comprend un moyen de déplacement et de positionnement linéaire en Z et Y, ces moyens 89, 90 étant représentés sur la figure 1 pour l'un des outils 80 seulement. Le moyen 91 de déplacement et le positionnement en X est commun aux deux outils 80, et supporté par un chariot unique 88.
L'ensemble de ces moyens de positionnement et de déplacement assure la mise en position de chaque calibre 100, dont l'un seulement est représenté sur la figure 1. Bien entendu, le châssis 81 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.
Selon l'invention, le châssis mobile 81 présente un dispositif de solidarisation standardisé apte à coopérer avec un dispositif de solidarisation complémentaire du calibre 100 respectivement afin de solidariser ce dernier de manière amovible audit châssis.
Ce dispositif de solidarisation standardisé 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.
De fait, le châssis mobile 81 doit présenter une rigidité suffisante pour supporter sans déformation ces efforts. Notamment, il doit assurer une raideur conforme aux spécifications standards des constructeurs de véhicule.
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'une pièce de tôlerie particulière. 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 pièces de tôlerie présentant des poids variables. Le châssis peut être réalisé en tôles d'acier d'épaisseur suffisante pour assurer à l'ensemble châssis et calibre amovible bloqué sur le châssis une raideur conforme aux spécifications des standards constructeurs de véhicule, en fonction des charges statiques et dynamiques. 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 du châssis 81 comprend des moyens de positionnement du calibre par rapport au châssis et des moyens de blocage du calibre contre le châssis.
Un exemple de réalisation du dispositif de solidarisation est décrit en référence à la figure 3, sur laquelle est visible le dispositif de solidarisation du châssis 81 de l'outil.
Ce dispositif de solidarisation comprend deux pions de guidage 92, d'axe sensiblement vertical, distants l'un de l'autre, et un élément de blocage 93 pour bloquer le calibre contre le châssis.
Ces deux pions de guidage 92 sont situés sur la face supérieure
94a d'une surface d'appui 94 en forme d'équerre, cette face supérieure
94a s 'étendant dans un plan sensiblement horizontal. L'élément de blocage 93 est quand à lui disposé sur la face verticale 94b de la surface d'appui 94. Cet élément de blocage est situé sensiblement à égale distance des deux pions de guidage 92.
L'élément de blocage 93 est du type habituellement utilisé en tôlerie pour maintenir deux pièces l'une contre l'autre. Il comprend notamment une partie mobile 93a dont l'extrémité est pourvue d'une pièce en coin 93b destinée à plaquer le calibre sur chacune des faces
94a, 94b de la surface d'appui. L'élément de blocage 93 peut être commandé manuellement ou en automatique en fonction des contraintes ergonomiques et des cadences de fabrication.
En vue d'une alimentation du 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 100 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'au moins une partie d'une pièce de tôlerie spécifique.
Le dispositif de solidarisation du calibre 100 comprend des moyens de positionnement du calibre par rapport au châssis, complémentaires des moyens de positionnement du châssis correspondant, à savoir ils comprennent deux orifices de guidage 101, d'axe sensiblement vertical, distants l'un de l'autre.
Ces deux orifices de guidage 101 sont aptes à recevoir les pions de guidage 92 du châssis. A cet effet, ils sont situés sur la face supérieure 102a d'une surface d'appui 102 en forme d'équerre, cette face supérieure 102a s'étendant dans un plan sensiblement horizontal une fois montée sur le châssis mobile. La face d'appui 102 comprend également une face inférieure 102b sensiblement verticale en position montée. Les faces supérieure 102a et inférieure 102b sont destinées à venir en appui contre les faces supérieure 94a et inférieure 94b correspondantes du châssis.
Chacune des faces supérieure et inférieure du calibre peut en outre être pourvue de patins 103 pour recevoir les deux points d'appui de la pièce en coin 93b de l'élément de blocage. Le calibre 100 est formé d'une structure de support 104 équipée du dispositif de solidarisation au châssis, ladite structure supportant au moins un élément de maintien 105 spécifique de la partie de pièce de tôlerie qu'elle doit maintenir. Ces éléments de maintien 105 sont du type généralement utilisés pour mettre en prise une pièce de tôle, ils ne seront donc pas détaillés.
Us 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 105.
Le nombre d'éléments de maintien 105 d'un calibre sera déterminé en fonction de la nature de la pièce à maintenir. Cet élément de maintien peut être unique pour des pièces de faibles dimensions, par exemple pour une jupe arrière.
Le calibre représenté sur la figure 4 est également pourvu de moyens de préhension pour un opérateur, dans cet exemple, il s'agit de d'une poignée 106 disposée sur sa face supérieure.
Les calibres selon l'invention peuvent être réalisés en aluminium, ce qui permet de réduire leur poids.
Le calibre 100 est mis en place de la manière suivante.
L'opérateur saisit le calibre par les poignées 106, le calibre étant placé sur un lieu de stockage proche de l'outil. Il introduit les pions de guidage 92 du châssis mobile dans les orifices 101 correspondant du châssis, jusqu'à ce que la surface d'appui 102 du calibre repose sur la surface d'appui 94 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
93 venant en appui sur les patins 103 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 ce dispositif de solidarisation sont possibles, pourvu que ce mode de réalisation soit standardisé afin de permettre une interchangeabilité des calibres sur 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 de véhicules de différentes gammes ou de différents modèles, par simple changement des calibres. Il n'est ainsi pas nécessaire de fabriquer de nouveaux châssis mobiles à chaque changement de véhicule. Cette grande flexibilité autorise un assemblage en continu de plusieurs véhicules différents sur une même ligne (« assemblage au film »).

Claims

REVENDICATIONS
1. Outil de positionnement (80) de jupes arrière d'un véhicule automobile sur une ligne d'assemblage, ledit outil comprenant :
- un châssis mobile (81) pourvu de moyens de déplacement et/ou de positionnement (89, 90, 91) par rapport à un référentiel fixe, ledit châssis mobile étant destiné à supporter au moins un calibre de conformation géométrique (100),
- une pluralité de calibres de conformation géométrique amovibles (100), 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'une jupe arrière en tôle destinée 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 (94) apte à recevoir une surface d'appui (102) complémentaire prévue sur le calibre, et supportant au moins deux pions et/ou orifices (92) de guidage aptes à coopérer avec des orifices et/ ou des pions (101) de guidage correspondants prévus sur le calibre, ladite surface d'appui supportant également les moyens de blocage.
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 (104) équipée d'un dispositif de solidarisation standardisé au châssis, ladite structure supportant au moins un élément de maintien
(105) spécifique d'une partie d'une jupe arrière en tôle particulière.
7. Outil de positionnement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque calibre est pourvu de moyens de préhension (106) 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'au moins un outil de positionnement selon l'une des revendications précédentes dans une ligne d'assemblage par soudure, notamment manuelle, de pièces de tôlerie pour assembler une jupe arrière au soubassement d'un véhicule.
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