INSTALLATION ROBOTISEE DE PEINTURE EN LIGNE D'UN OBJET, NOTAMMENT UNE CARROSSERIE AUTOMOBILE

Description

[0001] La présente invention concerne une installation robotisée de peinture en ligne d'un produit tel qu'une carrosserie de véhicule automobile.

[0002] Une telle ligne de peinture comporte principalement un convoyeur qui transporte le produit au travers les différentes zones (ou postes) de traitement qui se succèdent et dans chacun desquels est exécutée une tâche élémentaire dont la somme constitue le traitement global du produit.

[0003] Le coût d'une telle ligne, tant en ce qui concerne l'investissement qu'elle requiert qu'en ce qui concerne son exploitation est directement lié à la longueur du trajet parcouru par le convoyeur. Il convient donc, à performances égales, d'organiser une telle ligne de peinture pour que sa longueur soit la plus faible possible.

[0004] La longueur d'une zone dépend du nombre de robots qu'elle contient pour exécuter la tâche qui lui est assignée sachant que cette tâche a été rendue la plus élémentaire possible pour pouvoir être exécutée le plus rapidement possible. Il est cependant des tâches qui demeurent complexes et demandent un outillage important pour les réaliser. Par exemple la peinture intérieure d'un véhicule (notamment la feuillure des dormants d'ouverture) demande qu'une portière soit ouverte, qu'elle soit maintenue ouverte pendant l'opération de peinture et qu'elle soit ensuite refermée pour que la caisse du véhicule puisse être transférée en sécurité à la zone suivante. On comprend qu'il faille donc dans une telle zone un outillage (robot) de manipulation et de maintien par portière et au moins un robot de peinture.

[0005] L'organisation de ces outils de chaque côté du convoyeur dans la zone en question, l'évitement nécessaire de l'interférence de leurs mouvements, l'aménagement de volumes d'accès pour procéder à leur maintenance et permettre des interventions en sécurité sur la ligne conditionnent l'emprise au sol et notamment la dimension du poste dans le sens de déplacement du convoyeur.

[0006] En général dans une ligne de peinture existante, le convoyeur traverse la succession des zones qu'elle comprend et l'ensemble des robots et outillages d'une zone se déplace parallèlement au convoyeur pendant le temps nécessaire à l'exécution des opérations (par exemple ouverture de porte, peinture, fermeture de porte). La longueur d'une telle zone est donc au minimum égale à l'encombrement longitudinal statique des robots et outillages augmentée de la distance parcourue par les robots et outillages pendant le temps de cycle dans la zone.

[0007] Dans l'objectif de réduire la longueur d'une ligne de peinture, le document EP 0 745 429 décrit une installation qui comporte plusieurs postes successifs. Dans l'un d'eux, des robots de pose de joints sont disposés à un étage supérieur alors que des robots de peinture du dessous de caisse sont prévus fixes ou mobiles sous la carrosserie du véhicule. En revanche les robots d'ouverture de portes sont décrits comme n'étant fonctionnellement associés qu'à des robots de pose de joints et disposés au même niveau qu'eux.

[0008] On propose par la présente invention une organisation de poste d'une ligne de peinture qui permet de diminuer encore la longueur de la ligne.

[0009] A cet effet, l'invention a pour objet une installation robotisée de peinture en ligne d'un objet selon la revendication 1.

[0010] Dans cette disposition, les robots manipulateurs sont à l'extérieur de la zone de peinture et sont protégés des projections.

[0011] De manière avantageuse l'installation comprend des parois latérales équipées de moyens de guidage des robots parallèles au convoyeur, préfabriquées et assemblées de manière modulaire de chaque côté du convoyeur.

[0012] L'invention sera mieux comprise au cours de la description donnée ci-dessus à titre indicatif d'un mode de sa réalisation.

[0013] Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels :

• la figure 1 représente, en coupe transversale au travers d'une zone de peinture, une installation conforme à l'invention,
• la figure 2 est une vue de détail d'un robot mis en oeuvre dans l'installation selon la figure 1.

[0014] Une ligne selon l'invention comprend un transporteur (convoyeur) 1 qui supporte une carrosserie (caisse) 2 de véhicule automobile. Ce convoyeur est monté sur un plancher 3 à claire voie sous lequel est disposée toute une infrastructure 4 (non représentée) d'épuration de l'air chargé de brouillard de peinture. Cette infrastructure, qui est connue en elle-même, est associée à une structure supérieure 5 également connue, qui est essentiellement constituée par un répartiteur de flux d'air en direction verticale vers le plancher 3. Ainsi un flux d'air balaye verticalement la zone représentée entraînant en direction de l'infrastructure 4 toutes les particules de peinture qui n'auraient pas été déposées sur la carrosserie automobile et tous les solvants gazeux qui sont émis par la peinture projetée et la peinture déposée sur l'objet.

[0015] Avantageusement, ce flux d'air peut avoir dans une section transversale (celle représentée) des vitesses différentes (plus élevées à proximité des parois qu'au voisinage de l'axe médian) afin de mieux protéger les robots et leurs outils de la pollution par la peinture tout en évitant le soufflage de la peinture au voisinage de l'objet afin de ne pas perturber l'application.

[0016] De chaque côté du convoyeur 1, au niveau du plancher 3, l'installation comprend un robot 10, 11 dont la fonction dans la zone est de peindre l'intérieur ou l'extérieur de la caisse 2. Cette disposition est identique à celle mise en oeuvre dans les installations connues. Afin de pouvoir être manoeuvrés au mieux pour peindre, ces robots 10 et 11 sont montés sur des structures (non représentées à cette figure) de guidage de leur mouvement en translation parallèlement au convoyeur.

[0017] Selon l'invention, l'installation comprend également de chaque côté du convoyeur mais à un niveau supérieur, au-dessus du robot 10 et 11, un robot 12, 13. La fonction de ces robots est de procéder aux opérations de manipulation des portières ou couvercle de malle à l'abri des pollutions par la peinture. L'intérêt de cette implantation à un niveau différent de celui des robots précédents réside dans le gain en encombrement longitudinal. En effet les robots de l'étage supérieur peuvent être à l'aplomb de ceux de l'étage inférieur. Ils peuvent même être déplacés indépendamment l'un de l'autre et se croiser, ce qui ne serait pas possible étant au même niveau.

[0018] Outre le gain d'encombrement qui se traduit par un gain sur la longueur totale d'une ligne de peinture, un autre avantage de cette organisation réside dans la plus grande liberté dans les mouvements relatifs des bras d'un robot inférieur et d'un robot supérieur par rapport à deux robots au même niveau. On comprend en effet qu'il y a beaucoup moins de risques de conflit dans ces mouvements, l'espace réservé aux déplacements du robot supérieur étant pour une partie au moins inaccessible au robot inférieur.

[0019] On mentionnera que de manière préférée, les robots mis en oeuvre sont des robots 7 axes conférant ainsi une grande souplesse de mouvement et de programmation à ceux-ci. Il est également préféré d'utiliser des robots, notamment à l'étage supérieur, capables d'évoluer au-dessous de leur plan de base.

[0020] On mentionnera aussi, parmi les avantages de l'organisation selon l'invention, celui qui résulte de l'implantation dans chaque zone de deux robots par côté à chaque niveau : possibilité de réserver des aires d'intervention en début et fin de zone à chaque étage et de chaque côté du convoyeur. L'incidence de l'espace réservé à ces aires sur une longueur de l'installation peut être minimisée. Chaque robot venant se placer dans cette aire située en bout de son déplacement en translation pourra être accessible en toute sécurité, depuis l'extérieur de la zone de travail des robots; par le personnel de maintenance. Ces aires ou sas d'intervention peuvent être accessibles à chaque niveau au moyen de galeries techniques telles que 14 à 17 courant sur l'autre face des parois P de l'installation.

[0021] Une ligne de peinture robotisée peut fonctionner avec un convoyeur continûment en marche ou actionné pas à pas (stop and go). Dans ce dernier cas les dispositions de l'invention sont particulièrement avantageuses car la réduction de longueur de la ligne est très importante à cadence de production égale. Il s'ensuit un investissement fortement diminué et des coûts d'exploitation également réduits notamment en ce qui concerne la consommation d'air circulant verticalement dans la ligne.

[0022] A la figure 2 on a représenté schématiquement la liaison d'un robot, tel que le robot 10 à l'infrastructure de l'installation. Les moyens de guidage du robot sont représentés par un rail 20 qui est solidaire de la paroi P latérale de l'installation. Le robot 10 présente des galets 10a, 10b pour coopérer avec le rail 20 afin d'assurer le guidage et le soutien de ce robot. De même cette paroi sera équipée d'un rail identique (sauf peut-être en longueur) pour le robot supérieur 12. Ainsi chaque paroi P peut-elle être préfabriquée avec ses galeries techniques et ses rails ce qui conduit à une construction modulaire de l'installation. On peut en effet apporter sur le site des ensembles de la longueur d'une zone (par exemple 8 m) qui vont former la structure latérale de l'installation. Les deux étages pourront être soit monobloc soit en deux parties assemblées sur le site. La partie inférieure 4 peut être ménagée en fosse par une construction de génie civil 21 supportant la construction modulaire P, 20, ou ménagée hors sol au niveau d'une partie de soubassement de la structure latérale préfabriquée comme les parties de paroi portant les rails 20.

[0023] La zone est ensuite coiffée par le caisson répartiteur 5 du flux d'air vertical. On comprend qu'il est alors aisé d'une part de procéder à l'installation de la ligne, de remplacer une ligne existante en en conservant le convoyeur (et le cas échéant l'infrastructure inférieure 4) ou de modifier une ligne existante modulaire pour la faire évoluer en procédant à l'échange d'un ou plusieurs modules.

Revendications

1. Installation robotisée de peinture en ligne d'un objet (2) comprenant une succession de zones desservies par un convoyeur (1) transporteur de l'objet, au moins l'une des zones comprenant de chaque côté du convoyeur (1) au moins deux robots (10, 11, 12, 13) équipés l'un (10, 11) d'un outillage de peinture et l'autre (12, 13) d'un outillage de manipulation d'une partie de l'objet pour mettre à jour une surface à peindre par l'outillage de peinture pendant son temps de séjour dans la zone, caractérisée en ce que le robot de peinture est disposé au-dessous du robot de manipulation sur des structures de guidage à des niveaux différents permettant au robot du niveau supérieur d'être à l'aplomb du et de croiser les robots du niveau inférieur.

2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend des parois latérales (P) équipées de moyens de guidage (20) des robots parallèles au convoyeur préfabriquées et assemblées de manière modulaire de chaque côté du convoyeur (1).

Claims

1. A robotic installation for painting an article (2) on a painting line, the installation comprising a succession of zones served by a conveyor (1) for transporting the article, at least one of the zones comprising on either side of the conveyor (1) at least two robots (10, 11, 12, 13) one of them (10, 11) being fitted with painting tooling and the other one of them (12, 13) being fitted with tooling for handling a portion of the article to reveal a surface for painting by the painting tooling while the article is present in the zone, the installation being characterized in that the painting robot is placed beneath the handling robot on guide structures at different levels enabling the robot on the upper level to be vertically above and to cross the robots on the lower level.

2. An installation according to claim 1, characterized in that it has side walls (P) fitted with robot guide means (20) extending parallel to the conveyor, which walls are prefabricated and assembled in modular manner on either side of the conveyor (1).

Ansprüche

1. Roboteranlage zur In-Line-Lackierung eines Gegenstandes (2), umfassend eine Folge von Zonen, die von einem Förderer (1) zum Transport des Gegenstandes angefahren werden, wobei mindestens eine der Zonen auf jeder Seite des Förderers (1) mindestens zwei Roboter (10, 11, 12, 13) umfasst, von denen der eine (10, 11) mit einem Lackierwerkzeug und der andere (12, 13) mit einem Handhabungswerkzeug zur Handhabung eines Teils des Gegenstandes ausgestattet ist, um eine von dem Lackierwerkzeug zu lackierende Oberfläche während ihrer Verweilzeit in der Zone freizulegen, dadurch gekennzeichnet, dass der Lackierroboter unter dem Handhabungsroboter an Führungsstrukturen zur Führung auf unterschiedlichen Ebenen angeordnet ist, wodurch sich der Roboter der oberen Ebene senkrecht oberhalb des Roboters der unteren Ebene befinden und die Roboter der unteren Ebene kreuzen kann.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie seitliche Wände (P) hat, die mit zum Förderer parallelen Führungsmitteln (20) zur Führung der Roboter ausgestattet, vorgefertigt und auf modulare Weise auf jeder Seite des Förderers (1) montiert sind.

Dessins