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WO2008031946A1 - Station de travail assurant un positionnement de pieces en temps masque - Google Patents

Station de travail assurant un positionnement de pieces en temps masque Download PDF

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Publication number
WO2008031946A1
WO2008031946A1 PCT/FR2007/001482 FR2007001482W WO2008031946A1 WO 2008031946 A1 WO2008031946 A1 WO 2008031946A1 FR 2007001482 W FR2007001482 W FR 2007001482W WO 2008031946 A1 WO2008031946 A1 WO 2008031946A1
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WO
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Prior art keywords
piece
positioning
robot
fixing
unit
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/FR2007/001482
Other languages
English (en)
Inventor
Daniel Demit
Fabrice Legeleux
François Malatier
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.)
ABB France SAS
Original Assignee
ABB France 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
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Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1682—Dual arm manipulator; Coordination of several manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P21/00—Machines for assembling a multiplicity of different parts to compose units, with or without preceding or subsequent working of such parts, e.g. with programme control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P2700/00—Indexing scheme relating to the articles being treated, e.g. manufactured, repaired, assembled, connected or other operations covered in the subgroups
    • B23P2700/50—Other automobile vehicle parts, i.e. manufactured in assembly lines

Definitions

  • the present invention relates to a robotic work station and more particularly to a station for fastening parts such as body elements of a motor vehicle.
  • fixing stations of a first part and a second part on a third part comprising a positioning unit and a fixing unit connected to a control unit.
  • the positioning unit comprises a support for the third part and two tilting arms arranged to be able to position the first and second parts on the third part. Tilt arms can be cumbersome when attaching parts, for example because of the risk of interference with the moving unit.
  • Such a station is also not very flexible.
  • An object of the invention is to provide a workstation to meet at least partly the above stated needs.
  • a station for fixing a first part and a second part on a third part comprising a fixing unit, a positioning unit of the third piece, a robot for positioning the first and second pieces on the third piece and a control unit arranged to control: the positioning robot for positioning the first piece on the third piece,
  • the positioning robot for positioning the second piece on the third piece
  • control unit is arranged to control the positioning robot to release the first piece when the attachment is sufficiently advanced to freeze the position of the first piece on the third piece, the positioning of the second piece on the first piece. third piece being realized while the fixing of the first piece continues.
  • the positioning of the second part is performed in masked time, during the completion of the fixing of the first part, so that the fixing unit can, from the completion of the first part, go without dead time to fixing the second piece.
  • the positioning of the second piece allows the positioning robot to clear the area of the first piece, thus facilitating access thereto. by the fixing unit.
  • control unit is arranged to control: the positioning robot to release the second piece when the attachment is sufficiently advanced to freeze the position of the second piece,
  • the positioning robot to also fetch a new second part during the end of the attachment of the second part mounted on third piece. Dead time is still limited by performing masked loading of the first and second parts on the positioning robot. Access to the first and second parts by the fixing unit is also released.
  • the positioning robot is equipped with a support having receiving locations of the first part and the second part and, preferably, the support has two distinct faces each provided with one of the ments.
  • the positioning robot does not have to look for a second part after the attachment of the first part, so that it can immediately after the attachment of the latter position the second part. This is particularly advantageous when the attachment of the first part is fast and does not allow time for the positioning robot to go and find a second part and position it.
  • FIG. 1 is a schematic view of a station according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a schematic view of a station according to a second embodiment.
  • the station according to the invention is arranged to fix a first piece A and a second piece B on a third piece C.
  • the work station comprises a support for the workpiece C, here represented in the form of a conveyor 2 making it possible to enter in the station 1 the workpiece C and remove from the station the part C on which are fixed parts A and B.
  • the loading and unloading of the parts C on the conveyor 2 are for example made by a robot or an operator.
  • Chargers 3 and 4 supply the station respectively in parts A and B.
  • Chargers 3 and 4 are known in themselves and may consist of conveyors, robots, parts stores (as in this case) ... or be replaced by an operator.
  • Station 1 also comprises a fixing unit and a positioning robot 5.
  • the fixing unit is here a welding robot 6 known in itself.
  • the welding robot 6 is here equipped with a laser head but may also be provided with an electric welding clamp.
  • Other fixing methods are of course conceivable, such as gluing, stapling, crimping, screwing, etc.
  • the positioning robot 5 comprises an arm having a free end equipped with a support 7 comprising two distinct faces provided with respectively of a location 8 for receiving a workpiece A and a location 9 for receiving a workpiece B. Each location 8, 9 is provided with means for holding the corresponding workpiece. dante.
  • the faces are here opposite and parallel to an axis of the support 7, the support 7 being pivotally mounted about this axis on the arm of the positioning robot 5.
  • the support 7 may also comprise more than two faces or on the contrary a single face.
  • the conveyor 2, the loaders 3, 4, the positioning robot 5 and the welding robot 6 are connected to a control unit 10 to be controlled by it.
  • the control unit 10 comprises, in a manner known per se, computer means arranged to execute a control program for the implementation of a method for fixing the pieces A and B on the piece C.
  • the positioning robot 5 starts by searching for pieces A and B in the loaders 3 and 4 so that the pieces A and B are held in the locations 8 and 9 of the support 7. Simultaneously, the conveyor 2 brings a piece C and put it in position.
  • the positioning robot 5 presents the piece A opposite the piece C and positions the piece A on the piece C.
  • the welding robot 6 then starts fixing the piece A on the piece C.
  • the positioning robot 5 releases the workpiece A.
  • the positioning robot 5 then presents the piece B opposite the piece C and positions the piece B on the piece C during the end of the fixing of the piece A on the piece C.
  • the welding robot 6 begins fixing the piece B on the piece C.
  • the positioning robot 5 releases the piece B and fetches a new piece A and a new piece B while the fixing of the piece B on the piece C ends.
  • the positioning robot 5 is arranged to receive a plurality of supports 7 allowing the assembly of a greater variety of parts.
  • the connection / disconnection means of the support and the positioning robot 5 are known per se.
  • the station thus comprises a magazine 13 of supports 7.
  • the conveyor 2 can be replaced by a robot 12 and the welding robot 6 can be replaced by a fixed head 11, in this case a laser welding head.
  • the fixed head 11 may have a degree of freedom allowing angular movement.
  • the support robot 12 and the positioning robot 5 move in a coordinated manner so as to move the point of impact of the laser beam of the fixed head 11 along the attachment zones of the pieces A and B on the piece C.
  • the support 7 can in this case in particular be replaced by a gripping hand arranged to grasp alternately a part A and a part B. It goes without saying that the two embodiments described can be combined.
  • the station it is possible to arrange the station to allow the attachment of more than two parts, for example by multiplying the number of positioning robots or the number of locations available on the support thereof.
  • the conveyor 2 may comprise a mobile support for moving the workpiece in at least one transverse horizontal direction to the conveyor 2 for example to move the workpiece C relative to a fixed welding head.
  • the piece B when it is mentioned that the piece B is fixed on the piece C, the piece B can be fixed on any element integral with the piece C and for example the piece A.
  • the attachment of the part A (once it is released by the positioning robot 5) can be interrupted to fix the part B (brought by the positioning robot 5) and freeze the position thereof on the piece C, fixing pieces A and B being completed once the positioning robot has cleared the fixing area.
  • station of the invention is not limited to the assembly of three parts.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Automatic Assembly (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

Station de fixation d'une première pièce (A) et d'une deuxième pièce (B) sur une troisième pièce (C), comportant une unité de fixation (6), une unité de positionnement (2) de la troisième pièce, un robot de positionnement (5) des première et deuxième pièces sur la troisième pièce et une unité de pilotage (10) agencée pour commander : le robot de positionnement pour positionner la première pièce sur la troisième pièce; l'unité de fixation pour fixer la première pièce sur la troisième 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 troisième pièce; le robot de positionnement pour positionner la deuxième pièce sur la troisième pièce pendant la fin de la fixation de la première pièce; l'unité de fixation pour fixer la deuxième pièce.

Description

Station de travail assurant un positionnement de pièces en temps masqué.
La présente invention concerne une station robotisée de travail et plus particulièrement une station de fixation de pièces telles que des éléments de carrosserie d'un véhicule automobile. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
II est connu des stations de fixation d'une première pièce et d'une deuxième pièce sur une troisième pièce, comportant une unité de positionnement et une unité de fixation reliées à une unité de pilotage. L'unité de positionnement comporte un support pour la troisième pièce et deux bras basculants agencés pour pouvoir mettre en position les première et deuxième pièces sur la troisième pièce. Les bras basculants peuvent se révéler encombrants lors de la fixation des pièces, par exemple en raison de risques d'interférences avec l'unité de fixation en mouvement. Une telle station s'avère en outre peu flexible.
Or, les utilisateurs de telles stations de travail 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 pièces, différentes cadences et à des modifications du pro- cessus 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 et d'une deuxième pièce sur une troisième pièce, comportant une unité de fixation, une unité de positionnement de la troisième pièce, un robot de positionnement des première et deuxième pièces sur la troisième pièce et une unité de pilotage agencée pour commander : - le robot de positionnement pour positionner la première pièce sur la troisième pièce,
- l'unité de fixation pour fixer la première pièce sur la troisième pièce,
- le robot de positionnement pour positionner la deuxième pièce sur la troisième pièce,
- l'unité de fixation pour fixer la deuxième pièce .
Cette station est très polyvalente et permet d'enchaîner rapidement les opérations de fixation en Ii- mitant les moyens matériels nécessaires. De préférence, l'unité de pilotage est agencée pour commander 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 troisième pièce, le po- sitionnement de la deuxième pièce sur la troisième pièce se réalisant pendant que la fixation de la première pièce se poursuit .
Ainsi, le positionnement de la deuxième 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 première pièce, passer sans temps mort à la fixation de la deuxième pièce. En outre, lorsque les première et deuxième pièces sont au moins un peu espacées sur la troisième, le posi- tionnement de la deuxième 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.
Avantageusement, l'unité de pilotage est agencée pour commander : - le robot de positionnement pour lâcher la deuxième pièce lorsque la fixation est suffisamment avancée pour figer la position de la deuxième pièce,
- le robot de positionnement pour qu'il aille chercher une nouvelle première pièce pendant la fin de la fixation de la deuxième pièce et,
- de préférence, le robot de positionnement pour aller chercher également une nouvelle deuxième pièce pendant la fin de la fixation de la deuxième pièce montée sur troisième pièce. On limite encore les temps morts en effectuant en temps masqué le chargement des première et deuxième pièces sur le robot de positionnement. L'accès aux première et deuxième pièces par l'unité de fixation est en outre dégagé . Selon un mode de réalisation particulier, le robot de positionnement est équipé d'un support comportant des emplacements de réception de la première pièce et de la deuxième pièce et, de préférence, le support possède deux faces distinctes pourvues chacune d'un des emplace- ments.
Ainsi, le robot de positionnement n'a pas à aller rechercher une deuxième pièce après la fixation de la première pièce, de sorte qu'il peut immédiatement après la fixation de celle-ci positionner la deuxième pièce. Ceci est particulièrement avantageux lorsque la fixation de la première pièce est rapide et ne laisserait pas le temps au robot de positionnement d'aller chercher une deuxième pièce et de la positionner.
D'autres caractéristiques et avantages de 1 ' in- vention 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 aux dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'une station conforme à un premier mode de réalisation,
- la figure 2 est une vue schématique d'une station conforme à un deuxième mode de réalisation. 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 support pour la pièce C, ici représenté sous la forme d'un convoyeur 2 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 convoyeur 2 sont par exemple réalisés par un robot ou un opérateur. Des chargeurs 3 et 4 approvisionnent la station respectivement en pièces A et B . Les chargeurs 3 et 4 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 5.
L'unité de fixation est ici un robot de soudage 6 connu en lui-même. Le robot de soudage 6 est ici équipé d'une tête laser mais peut également être pourvu d'une pince de soudage électrique. D'autres modes de fixation sont bien entendu envisageables, comme le collage, l'agrafage, le sertissage, le vissage... Le robot de positionnement 5 comprend un bras ayant une extrémité libre équipée d'un support 7 comportant deux faces distinctes pourvues respectivement d'un emplacement 8 de réception d'une pièce A et d'un emplacement 9 de réception d'une pièce B. Chaque emplacement 8, 9 est pourvu de moyens de maintien de la pièce correspon- dante. Les faces sont ici opposées et parallèles à un axe du support 7, le support 7 étant monté pivotant autour de cet axe sur le bras du robot de positionnement 5. Le support 7 peut également comprendre plus de deux faces ou au contraire une seule face.
Le convoyeur 2 , les chargeurs 3 , 4 , le robot de positionnement 5 et le robot de soudage 6 sont reliés à une unité de pilotage 10 pour être commandés par celle- ci. L'unité de pilotage 10 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 10 en fonction du programme de commande vont maintenant être détaillées.
Le robot de positionnement 5 commence par aller chercher des pièces A et B dans les chargeurs 3 et 4 de manière que les pièces A et B soient maintenues dans les emplacements 8 et 9 du support 7. Simultanément, le convoyeur 2 amène une pièce C et la met en position.
Le robot de positionnement 5 présente la pièce A en regard de la pièce C et positionne la pièce A sur la pièce C.
Le robot de soudage 6 commence alors la 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 5 lâche la pièce A.
Le robot de positionnement 5 présente alors la pièce B en regard de la pièce C et positionne la pièce B sur la pièce C pendant la fin de la fixation de la pièce A sur la pièce C.
Une fois la fixation de la pièce A terminée, le robot de soudage 6 commence la 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 5 lâche la pièce B et va chercher une nouvelle pièce A et une nouvelle pièce B alors que la fixation de la pièce B sur la pièce C se termine.
Le robot de positionnement 5 est agencé pour recevoir une pluralité de supports 7 permettant l'assemblage d'une plus grande diversité de pièces. Les moyens de connexion/déconnexion du support et du robot de positionnement 5 sont connus en eux-mêmes. La station comporte ainsi un magasin 13 de supports 7.
En variante, comme représenté à la figure 2, le convoyeur 2 peut être remplacé par un robot 12 et le ro- bot de soudage 6 peut être remplacé par une tête fixe 11, en l'occurrence une tête de soudage laser. La tête fixe 11 peut posséder un degré de liberté permettant un débattement angulaire.
Le robot support 12 et le robot de positionne- ment 5 se déplacent de façon coordonnée de manière à déplacer le point d'impact du faisceau laser de la tête fixe 11 le long des zones de fixation des pièces A et B sur la pièce C.
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 l'invention tel que défini par les revendications.
On peut ainsi prévoir sur chaque face du support
7 un emplacement de réception d'une pièce A et un empla- cernent 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 fa- ces afin de n'effectuer ce chargement que toutes les deux pièces C.
Lorsque les opérations de fixation sont relativement longues, le robot de positionnement a le temps d'aller chercher une nouvelle pièce dès qu'il en a lâché une de sorte que le chargement du robot de positionnement est effectué au fur et à mesure de son déchargement. Le support 7 peut notamment dans ce cas être remplacé par une main de préhension agencée pour saisir alternativement une pièce A et une pièce B. II va de soi que les deux modes de réalisation décrits peuvent être combinés.
En outre, il est possible d'agencer la station pour permettre la fixation de plus de deux pièces, par exemple en multipliant le nombre de robots de positionne- ment ou le nombre d'emplacements disponibles sur le support de celui-ci.
Le convoyeur 2 peut comprendre un support mobile permettant de déplacer la pièce dans au moins une direction horizontale transversale au convoyeur 2 pour par exemple déplacer la pièce C par rapport à une 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 5) peut être interrompue pour fixer la pièce B (amenée par le robot de positionnement 5) et figer la position de celle-ci sur la pièce C, la fixation des pièces A et B étant terminée une fois que le robot de positionnement a dégagé la zone de fixation.
Il va de soi que la station de l'invention n'est pas limitée à l'assemblage de trois pièces.

Claims

REVENDICATIONS
1. Station de fixation d'au moins une première pièce (A) et d'une deuxième pièce (B) sur une troisième pièce (C) , comportant une unité de fixation (6, 11) , une unité de positionnement (2, 12) de la troisième pièce, un robot de positionnement (5) des première et deuxième pièces sur la troisième pièce et une unité de pilotage (10) agencée pour commander : - le robot de positionnement pour positionner la première pièce sur la troisième pièce,
- l'unité de fixation pour fixer la première pièce sur la troisième pièce,
- le robot de positionnement pour positionner la deuxième pièce sur la troisième pièce,
- l'unité de fixation pour fixer la deuxième pièce.
2. Station selon la revendication 1, dans laquelle l'unité de pilotage (10) est agencée pour comman- der 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 troisième pièce, le positionnement de la deuxième pièce sur la troisième pièce se réalisant pendant que la fixation de la première pièce se poursuit.
3. Station selon la revendication 1, dans laquelle l'unité de pilotage (10) est agencée pour commander :
- le robot de positionnement (5) pour lâcher la deuxième pièce (B) lorsque la fixation est suffisamment avancée pour figer la position de la deuxième pièce sur la troisième pièce (C) , le robot de positionnement pour qu'il aille chercher une nouvelle première pièce pendant la fin de la fixation de la deuxième pièce.
4. Station selon la revendication 3, dans laquelle l'unité de pilotage (10) est agencée pour commander le robot de positionnement (5) pour aller chercher également une nouvelle deuxième pièce (B) pendant la fixation de la deuxième pièce montée sur la troisième pièce (C) .
5. Station selon la revendication 1, dans laquelle l'unité de pilotage (10) est agencée pour commander : - l'unité de fixation (6) pour interrompre la fixation de la première pièce (A) pour fixer la deuxième pièce (B) et figer la position de celle-ci sur la troisième pièce (C) ,
- le robot de positionnement (5) pour lâcher la deuxième pièce et dégager,
- l'unité de fixation pour terminer la fixation de la première pièce.
6. Station selon la revendication 1, dans laquelle le robot de positionnement (5) est équipé d'un support (7) comportant des emplacements (8, 9) de réception de la première pièce (A) et de la deuxième pièce (B) .
7. Station selon la revendication 6, dans laquelle le support (7) possède deux faces distinctes pour- vues chacune d'un des emplacements (8, 9) .
8. Station selon la revendication 6, dans laquelle le robot de positionnement (5) est pourvu d'un changeur de support (7) .
9. Station selon la revendication 1, dans Ia- quelle l'unité de fixation et un robot (6) équipé d'une tête de fixation.
10. Station selon la revendication 1, comprenant un chargeur (3, 4) d'au moins une première et une deuxième pièces (A, B) sur lequel le robot de positionne- ment (5) vient chercher les première et deuxième pièces.
11. Station selon la revendication 1, dans laquelle l'unité de positionnement (12) de la troisième pièce (C) est commandée pour déplacer la troisième pièce, le robot de positionnement (5) étant commandé de façon coordonnée avec l'unité de positionnement.
12. Station selon la revendication 10, dans laquelle l'unité de positionnement est un robot (12) .
13. Station selon la revendication 10, dans laquelle l'unité de fixation est une tête de fixation (12) sensiblement fixe.
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