Installation de stockage et de distribution de pièces en vue d'une opération de montage d'un mouvement d'horlogerie
La présente invention a pour objet une installation de stockage et de distribution de pièces en vue d'une opération de montage d'un mouvement d'horlogerie, comprenant deux magasins tubulaires, des organes de stockage desdites pièces susceptibles d'être empilés dans les magasins, des moyens pour déplacer lesdits organes de stockage à l'intérieur des magasins et des moyens de transfert pour amener chaque organe de stockage d'une extrémité d'un magasin à une extrémité de l'autre en passant par une station de travail.
Le montage des appareils et des instruments de petites dimensions fabriqués en grande série, notamment des mouvements de montre, tend de plus en plus vers une automatisation aussi complète que possible. Ainsi, on connaît des installations qui amènent automatiquement des platines de mouvements de montre, nues ou déjà équipées d'une partie des pièces qu'elles sont destinées à supporter, dans une station de travail dans laquelle s'effectue une opération de montage. Une installation connue du genre mentionné au début comprend une série de porte-pièces individuels destinés à recevoir chacun la platine d'un mouvement de montre et des moyens pour amener chaque porte-pièce sur un organe de transfert constitué par une couronne annulaire présentant des logements de réception des porte-pièces.
Chaque portepièces décrit ainsi un chemin en arc de cercle entre la sortie du premier magasin et l'entrée du second en passant par une station de travail dans laquelle il est soulevé au-dessus de l'organe de transfert pour permettre le déroulement d'une opération de montage.
On connaît aussi des installations de montage de mouvements de montre qui comprennent des organes annulaires présentant à leur périphérie une série de logements destinés à recevoir des porte-pièces munis chacun d'un mouvement en cours de montage. Ces organes de stockage peuvent être placés sur un dispositif qui les entraîne en rotation pas à pas de manière à amener chaque mouvement successivement dans une station de travail.
Cependant, ces réalisations connues sont destinées au transfert de platines ou de mouvements en cours de montage. Les pièces qu'il y a lieu de monter sur ces platines sont, en général présentées dans la station de travail dans des godets; les pièces identiques destinées à être placées chacune sur une platine différente se trouvent en vrac dans un même godet, ce qui complique le travail de l'opérateur.
On connaît aussi des dispositifs qui sont capables de mettre certaines pièces, comme des vis par exemple, en place sur les platines. Cependant, jusqu'à maintenant, il n'était pas possible de réaliser la mise en place automa- tique de pièces variées comme des roues, des ponts, des barillets, de façon automatique sur les platines amenées préalablement dans la station de travail. Les installations prévues actuellement pour effectuer de telles opérations sont ou trop encombrantes, ou concues pour des pièces de très petites dimensions ayant des formes simples, de sorte qu'il n'est pas possible de les adapter à une utilisation pour des pièces de forme et de dimensions quelconques.
Le but de la présente invention est donc de réaliser une installation de stockage et de distribution de pièces capable de faciliter des opérations de montage variées sur des mouvements d'horlogerie ou autres appareils de petites dimensions, cette installation présentant de très nombreuses possibilités d'adaptation, selon les conditions à remplir.
Pour cela, I'installation de stockage selon l'invention est caractérisée en ce que les organes de stockage présentent à égale distance d'un axe plusieurs réceptacles pour lesdites pièces et en ce que les moyens de transfert consistent en un dispositif capable de saisir un organe de stockage à une extrémité d'un magasin, de le déplacer, puis de le faire tourner autour de son axe de façon à présenter tous les réceptacles successivement dans une position déterminée, dans la station de travail, et d'introduire ledit organe de stockage dans l'autre magasin.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution et une variante de l'installation selon l'invention.
La fig. 1 est une vue de l'installation en plan de dessus.
La fig. 2 en est une vue en coupe selon la ligne 11-11 delafig. 1.
La fig. 3 est une vue en coupe à plus grande échelle d'un détail de l'installation de la fig. 2.
La fig. 4 est une vue en coupe à la même échelle que la fig. 2 d'une partie de l'installation non représentée à cette figure.
La fig. 5 est une vue en perspective d'un organe de stockage, et
la fig. 6 est une vue schématique en plan de dessus d'une installation semblable à celle de la fig. 1, équipée d'un mécanisme de transfert de pièces.
L'installation qui va être décrite, est représentée dans ses grandes lignes aux fig. 1 et 2, alors que les fig. 3, 4 et 5 en montrent certains détails importants. Les éléments essentiels de cette installation sont deux magasins 1 et 2 de forme tubulaire cylindrique disposés parallèlement en position verticale et un empilement de disques de stockage 3 également de forme cylindrique ajustés de façon à pouvoir être empilés les uns sur les autres et logés à l'intérieur de l'un ou de l'autre des magasins 1 ou 2. Chacun de ces disques contient, dans des alvéoles 25 (fig. 5) un certain nombre de pièces 26. Les magasins 1 et 2 sont fixés de façon amovible chacun à l'une des deux têtes de fixation 4 et 5 qui sont montées dans une table 6 constituant la partie supérieure du bâti de l'installation.
Des moyens de commande constitués par un moteur 7, un train d'engrenage 8, 9 et 10, deux tiges filetées 11 et 12 et des poussoirs 13 et 14 permettent de déplacer simultanément les empilements de disques 3 contenus dans les magasins 1 et 2, un des empilements se déplacant vers le bas alors que l'autre se déplace vers le haut.
Sur la table 6 est montée une coulisse 15 sur laquelle se déplace un chariot 16 portant un support 17 mobile verticalement. Ce support comporte un bras 18 supportant un moteur 19 entrainant un dispositif d'accrochage qui est susceptible de saisir le disque 3 situé à la partie supérieure de l'empilement dans le magasin 1 et de soulever ce disque. Le moteur 19 peut, en outre, faire tourner le disque 3 pas à pas de façon à présenter successivement dans une position déterminée toutes les pièces que ce disque contient dans ses alvéoles. Ces pièces peuvent ainsi être saisies commodément et mises en place dans l'appareil en cours de montage. Une fois que toutes les pièces ont été extraites d'un disque, le chariot 16 et le support 17 se déplacent de façon à introduire ce disque à l'intérieur du magasin 2.
Ensuite, le chariot vient à nouveau engager le dispositif d'accrochage dans l'ouverture centrale du disque supérieur de l'empilement qui se trouve dans le magasin 1. Le cycle des opérations se répète ainsi jusqu'à ce que le magasin 1 soit vide.
Les magasins 1 et 2 sont identiques, de sorte qu'ils peuvent être placés indifféremment dans l'une ou l'autre des têtes de fixation 4 ou 5. Ils sont de dimensions standard. Les disques 3 présenteront donc tous le même diamètre bien que leur épaisseur puisse varier comme on le verra plus loin. Les magasins 1 et 2 peuvent être en métal, ou, le cas échéant, en matière plastique. Au voisinage de leur extrémité supérieure, ils présentent une gorge d'accrochage 43 (fig. 3). Selon une de leurs génératrices, ils présentent une fente 21 destinée au passage d'un poussoir comme on le verra plus loin. Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 2, ils présentent enfin un ergot rentrant 22 capable de retenir l'empilement des disques 3. Ces derniers sont donc introduits dans le magasin depuis son extrémité supérieure et en sont extraits par le même chemin.
Les pièces à stocker et à distribuer par l'installation décrite seront rangées au préalable dans les alvéoles des disques 3 et ces derniers seront empilés dans les magasins. Cette disposition permet de ranger et de stocker des pièces de formes et de dimensions très différentes dans un minimum de place à l'intérieur de magasins de dimensions standard. On a constaté que dans des magasins ayant environ 50 mm de diamètre interne et 30 cm de hauteur, il était possible de loger jusqu'à 500 barillets de mouvements de montre ou un nombre encore plus élevé de ponts d'ancre ou d'éléments du rouage, par exemple.
Les disques 3 sont représentés en détail à la fig. 5 et à la fig. 3. Ils présentent la forme de pièces massives qui seront de préférence en matière plastique. Ces disques sont munis d'une ouverture centrale 23 dont l'entrée, dans la face supérieure du disque, est biseautée et dont la partie inférieure présente un épaulement 24 (fig. 3), pour permettre l'accrochage. La face supérieure du disque 3 est munie de réceptacles en forme d'alvéoles ménagés directement dans l'épaisseur du disque. Ces alvéoles 25 sont ajustés aux dimensions et à la forme des pièces que le disque est destiné à recevoir. Dans l'exemple présenté à la fig. 5, ces alvéoles sont de forme circulaire et présentent un trou central. Ils sont destinés à recevoir une roue 26 munie de son arbre.
Les alvéoles 25 sont répartis sur une circonférence tout autour de l'axe du disque et en regard de chaque alvéole, le disque présente une nervure 27 dans sa face latérale. Ces nervures pourraient également être remplacées par des encoches. Elles servent à la détection de l'orientation du disque autour de son axe comme on le verra plus loin. Le cas échéant, certains des disques 3 pourraient présenter deux rangées d'alvéoles de formes différentes, disposés selon deux circonférences concentriques ou des alvéoles de plusieurs formes différentes distribués séquentiellement sur une même circonférence autour de l'axe du disque. Selon les dimensions et la forme des alvéoles, le nombre de ces derniers sera plus ou moins grand. De toute façon, le disque présentera en regard de chaque alvéole un moyen de repérage tel que les nervures 27.
L'épaisseur des disques 3 sera choisie en fonction de l'épaisseur des pièces qu'ils doivent contenir. Les alvéoles seront suffisamment profonds pour que les pièces soient entièrement noyées à l'intérieur. Les disques 3 peuvent donc être empilés les uns sur les autres, leurs faces frontales étant en contact et cela quels que soient le type et le nombre des pièces que ces organes de stockage comprennent.
Avant de décrire les têtes de fixation des magasins 1 et 2, on décrira encore rapidement les moyens prévus pour déplacer les empilements de disques 3 à l'intérieur des magasins. Comme on le voit à la fig. 2, les tiges filetées 1 1 et 12 sont supportées par des paliers à billes 28 qui sont montés dans des éléments de bâti 29 solidaires de la table 6. L'élément de bâti inférieur est une plaque horizontale reliée par des montants verticaux à la table 6.
Elle supporte également le moteur 7. Les poussoirs 13 et 14 comportent chacun une pièce de guidage taraudée 30 solidaire d'un bras latéral 31. Ce bras est engagé dans la fente 21 et porte à son extrémité une tige axiale 32 à l'extrémité supérieure de laquelle est fixée une plaque circulaire 33. C'est sur cette plaque que repose l'empilement des disques 3. Les roues 9 et 10, calées à l'extrémité inférieure des tiges 11 et 12, sont en prise dans des positions diamétralement opposées avec la roue centrale 8 entraînée par le moteur 7.
Les filetages des tiges 1 1 et 12 sont inversés de façon que lorsque le moteur 7 est en marche, la pièce de guidage 30 du poussoir 13 se déplace vers le haut tandis que celle du poussoir 14 se déplace vers le bas. A chaque tige filetée 11, 12 sont associées deux barres de guidage 71, 71a, 72, 72a (fig. 1) disposées parallèlement de part et d'autre de la tige filetée, afin de guider les pièces 30 lors de leurs déplacements dans le sens vertical. Les moyens de commande du moteur 7 sont disposés dans les têtes de fixation 4 et 5 que l'on va décrire maintenant.
Les têtes de fixation 4 et 5 sont des assemblages de forme annulaire dont la partie fixe est ajustée dans une ouverture de la table 6. Dans leur face latérale externe elles présentent chacune un méplat 34 qui sert à ajuster la tête dans l'orientation convenable et à la bloquer au moyen d'un tenon 35 monté sur ressort. Des goupilles 36 servent à parfaire l'ajustage des têtes 4 et 5 dans leurs ouvertures. I1 est en effet indispensable que ces organes soient positionnés avec la précision requise.
On voit à la fig. 3 la tête de fixation 4. Elle se compose de deux parties 37 et 38 coulissant l'une dans l'autre et entre lesquelles est intercalé un ressort 39 qui tend à les écarter axialement l'une de l'autre. La pièce 37 présente une collerette latérale qui repose sur la table 6. Elle est bloquée par rapport à cette table alors que la pièce 38 est mobile. Les deux crochets 40 qui pivotent dans des fentes radiales de la pièce 37, sont reliés par des fentes obliques 42 à des goupilles 41 qui sont fixées dans les deux flancs d'une fente radiale correspondante de la pièce 38. Comme on le voit à la fig. 3, les crochets 40 s'engagent dans la gorge latérale 43 que présente chacun des magasins 1 et 2. Pour charger l'installation décrite, on commence par dégager les têtes 4 et 5 et les fixer chacune à l'extrémité d'un magasin.
Pour cela, on engage le tube 1 ou 2 de bas en haut à l'intérieur de la tête, en rapprochant la pièce 38 de la pièce 37. Les crochets 40 s'écartent et le tube pénètre à l'intérieur de la tête. Lorsqu'on libère la pièce 38, l'engagement des crochets 40 dans la gorge 43 assure le blocage du magasin. L'opération inverse permet le dégagement du magasin. Les magasins, pourvus de leur tête de fixation sont mis en place de haut en bas dans le bâti de l'installation et bloqués au moyen des tenons à ressort 35.
Les organes de la tête 4 qui viennent d'être décrits sont communs à cette tête et à la tête 5. Cependant, la tête 4 est pourvue, en outre, de crochets de retenue 44 qui servent à dégager les disques 3 lors de leur introduction dans le magasin. Chaque crochet 44 pivote sur une goupille engagée dans une fente de la pièce 37. I1 est sollicité par un ressort 45, de façon que son bec inférieur s'étende immédiatement à l'intérieur de l'âme centrale du tube 1. Lorsqu'on engage un disque 3 verticalement de haut en bas à l'intérieur du tube, le crochet 44 est repoussé dans sa fente contre l'action du ressort 45. fl s'engage ensuite par-dessus le disque de façon à le retenir en place contre l'action d'une force verticale tendant à l'en extraire à nouveau.
Le dispositif de transfert des disques 3 est représenté aux fig. 3 et 4. La coulisse 15 qui est montée sur la table 6 s'étend, comme on le voit à la fig. 1, parallèlement au plan qui contient les axes des deux magasins 1 et 2. Elle supporte et guide le chariot 16 qui présente une forme en équerre et porte une coulisse verticale 46 sur laquelle se déplace le support 17. Ce dernier porte le bras 18 sur lequel est monté le moteur 19 et un plot 49 portant les paliers à billes 50 qui guident l'arbre 51 du réducteur incorporé au moteur 19. A l'extrémité inférieure de l'arbre 51 est monté le dispositif d'accrochage destiné à saisir les disques 3 pour les transporter. Ce dispositif se compose d'une pièce cylindrique 52 présentant à son extrémité inférieure un tourillon 53 percé d'une ouverture transversale dans laquelle est monté un manchon 56.
Le tourillon 53 présente un diamètre qui est ajusté à celui de la partie resserrée de l'ouverture 24 des disques 3, de sorte qu'il peut pénétrer à l'intérieur de cette ouverture. Les billes repoussées vers l'intérieur par l'entrée conique de l'ouverture 23, s'engagent ensuite sous l'épaulement 24 pendant que l'épaulement de la pièce 52 vient s'appuyer sur la surface supérieure du disque, ce qui solidarise la pièce 52 au disque 3.
On constate que le support du dispositif d'accrochage peut se déplacer verticalement et longitudinalement. I1 peut donc amener le disque alternativement au-dessus de l'un ou de l'autre des magasins. Le dispositif de réglage qui sera décrit plus loin règle ces mouvements selon un cycle déterminé. Ce dispositif contrôle non seulement le moteur 7 et le moteur 19, mais également les moyens de déplacement du chariot 16 et du support 17. Ces derniers ne sont pas représentés au dessin. Ils peuvent consister en dispositifs à cylindre et piston, à commande électropneumatique ou hydraulique.
Le dispositif de réglage prévu dans l'installation décrite est d'une grande souplesse. Il comporte essentiellement deux détecteurs. L'un de ceux-ci est représenté en 57 à la fig. 1. Il s'agit d'un détecteur à dépression qui est porté par un bras 58 solidaire du chariot 16.
Lorsque le support 17 est dans sa position supérieure telle qu'elle est représentée à la fig. 4, le détecteur 57 se trouve exactement au niveau du disque 3 accroché au dispositif 52. I1 est disposé radialement selon une direction horizontale. I1 est agencé de façon à commander un contact qui maintient enclenché le moteur 19 aussi longtemps que l'une des nervures 27 ne se trouve pas exactement devant la tête du détecteur. Dès qu'une telle nervure vient obturer l'ouverture d'extrémité du détecteur, ce qui crée une dépression à l'intérieur de ce dispositif, le contact du moteur 19 est commandé et ce dernier s'arrête.
En même temps, le détecteur commande un relais temporisé qui réenclenchera le moteur 19 après un certain temps. I1 commande en outre un compteur qui additionne le nombre des déplacements angulaires effectués par le disque 3 et qui, au moment où le total enregistré est égal au nombre des alvéoles du disque, enclenche un autre relais commandant des mouvements programmés du support 17 et du chariot 16.
Ces mouvements consistent en un déplacement du chariot jusque dans la position où le disque 3 se trouve au-dessus du magasin 2, en un mouvement descendant du support 17 jusqu'à ce que le disque 3 soit parvenu en dessous du crochet 44, en un mouvement montant du support 17 provoquant le dégagement de la pièce 52, en un nouveau déplacement horizontal du chariot 16 amenant l'arbre 51 au-dessus du magasin 1, en un mouvement descendant du coulisseau 47 réglé de façon que le tourillon 53 s'engage dans l'ouverture du disque situé à la partie supérieure de l'empilement contenu dans le magasin 1 et en un mouvement montant du support 17 amenant un nouveau disque 3 à la hauteur du détecteur 57.
Un détecteur semblable est incorporé à la tête de fixation 4 au niveau de la face supérieure de cette tête.
Ainsi, dès que le disque supérieur de l'empilement a été enlevé comme décrit ci-dessus, ce détecteur enregistre un signal. Etant relié au circuit de commande du moteur 7, il enclenche ce moteur. Le poussoir 13 s'élève alors dans le magasin 1 sur une distance correspondant à l'épaisseur du disque 3 situé au sommet de l'empilement. En même temps, le poussoir 14 descend de la même distance en préparant la place pour le disque actuellement solidaire des moyens d'accrochage.
Les mouvements des divers dispositifs décrits sont ainsi réglés d'une façon très souple. Le nombre des alvéoles et l'épaisseur de chaque disque peuvent varier sans qu'il soit nécessaire de modifier le programme du dispositif de réglage.
Le dispositif qui vient d'être décrit est destiné au stockage et à la distribution de pièces de mouvements d'horlogerie, par exemple de montres. Les pièces peuvent être logées dans les alvéoles des disques 3 au moment où leur fabrication est terminée. Ces disques peuvent ensuite être empilés dans les magasins et stockés d'une façon rationnelle jusqu'au moment du montage.
Le dispositif décrit amène ensuite ces pièces une à une exactement dans la position requise. I1 peut donc être adjoint à une chaîne de montage de mouvements de montres. On a constaté que pour le montage des mobiles du rouage sur la platine qu'il était, dans certains cas, plus rationnel de stocker les mobiles dans des alvéoles comme représenté à la fig. 5 et de les présenter dans la station de montage au moyen de l'installation décrite afin que l'ouvrier qui effectue le montage puisse les prendre un à un pour les mettre en place, que de ranger ces mobiles dans les coffrets usuels dans lesquels ils ne se présentent pas tous dans des positions identiques et qui, par conséquent, sont cause d'une perte de temps lors du montage.
En outre, la possibilité de ranger dans chaque disque divers types de pièces selon un ordre correspondant à l'opération de montage facilite également le travail.
Toutefois, l'installation décrite peut également, dans une variante encore plus avantageuse, être combinée avec un mécanisme de transfert des pièces comme représenté schématiquement à la fig. 6.
On voit à cette figure une chaîne transporteuse 59 qui porte des platines 60 et qui amène ces platines successivement dans une station de travail 61. En regard de cette station est disposée une installation de stockage et de distribution analogue à celle qui vient d'être décrite, comportant un support mobile 62 monté sur un chariot 63 et deux têtes de fixation 64 et 65 portant les magasins dans lesquels sont logés des disques 66. La table de l'installation porte une seconde coulisse 67 sur laquelle se déplace un chariot 68. Ce dernier porte un support 69 mobile dans le sens vertical et équipé d'un coulisseau horizontal permettant au bras 70 de se déplacer perpendiculairement au sens de déplacement du chariot 68. Ce bras 70 est muni à son extrémité d'une tête de succion présentant un alvéole ayant une forme adaptée à celle des pièces portées par les disques 66.
Grâce à ses possibilités de déplacement dans les deux directions du plan horizontal, la tête de succion fixée à l'extrémité du bras 70 peut amener la pièce qu'elle a extraite de son alvéole dans un emplacement qu'il est facile de régler avec précision au-dessus de la platine 60 arrêtée dans la station 61. On réalise ainsi le montage complet de cette pièce sur la platine par des moyens entièrement automatiques.
Le réglage des mouvements se fera également au moyen de détecteurs d'un type approprié capables de commander les moyens moteurs qui actionnent le chariot 68, le coulisseau 69 et le support 70 ainsi que les fonctions de la tête de succion.
Tous ces moyens de réglage et de commande peuvent être réalisés par des circuits électroniques susceptibles d'être logés dans une armoire de commande dont les dimensions restent limitées. L'ensemble de l'installation forme un complexe de dimensions réduites susceptible d'être adapté à un très grand nombre de fonctions particulières et dont le fonctionnement est exactement contrôlé. Bien entendu, de nombreux éléments de l'installation décrite pourraient être réalisés différemment de ce qui a été représenté au dessin. En particulier, les moyens de transfert des pièces pourraient comporter par exem ple un bras pivotant autour d'un axe vertical, ce bras portant une tête mobile dans le sens radial.
Le positionnement de la tête porte-pièce au-dessus de l'emplacement voulu sur la platine s'effectuerait alors au moyen de paramètres réglant l'angle de rotation du bras et sa longueur radiale. Les têtes de fixation des magasins pourraient également être conçues différemment de ce qui a été représenté en fig. 3. Toutefois, le dispositif d'auto-blocage représenté à cette figure permet une mise en place particulièrement rapide et aisée des magasins.
Parmi les diverses possibilités d'emploi du dispositif décrit, on peut également citer celle qui comprend la mise en stock d'éléments intermédiaires intervenant dans le montage. Ainsi, une installation du genre décrit ci-dessus peut être utilisée lors de l'assemblage des roues avec leur pignon. Les magasins 1 peuvent être préparés avec des disques contenant dans leurs alvéoles, soit uniquement les roues, soit les roues et les pignons dans des alvéoles distincts. L'installation présente alors les roues ou les roues et les pignons dans la station d'assemblage.
Dans cette dernière, le pignon, solidaire de son arbre, est engagé et rivé dans l'ouverture centrale de la roue.
Le mobile ainsi constitué peut être réintroduit dans les alvéoles du disque, ces derniers étant munis des logements nécessaires pour recevoir l'arbre et le pignon au centre de la roue. Les roues montées sont ainsi automatiquement stockées à nouveau dans des magasins prêts pour le terminage.
Dans le cas où les pignons ne sont pas logés dans les mêmes disques que les roues, ils peuvent, le cas échéant, être amenés par un autre dispositif distributeur.
Ici encore, toutes les opérations peuvent être mécanisées et automatisées.