FR3143397A1 - Procédé de vissage et de contrôle en ligne d’opérations de vissage - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne procédé de vissage et de contrôle de la qualité d’opérations de vissage, sur une ligne de production comprenant une succession de postes de travail, ledit procédé comprenant au moins :
- une étape de réalisation d’au moins une opération de vissage sur une structure à assembler à au moins certains desdits postes de travail, chaque opération de vissage réalisée à un poste de travail l’étant au moyen d’un dispositif de vissage dédié au poste et à l’opération de vissage correspondants ;
- une étape de contrôle qualité de ladite au moins une opération de vissage.
Selon l’invention, l’étape de contrôle de la qualité d’une opération de vissage est réalisée à un poste de travail ultérieur au poste de travail où ladite opération de vissage contrôlée a été réalisée, ladite étape de contrôle qualité étant réalisée au moyen d’un dispositif de vissage dédié audit poste ultérieur.
Fig. 3
Description
1. Domaine de l’invention
Le domaine de l’invention est celui des procédés de réalisation en ligne d’opérations de vissage et d’opérations de contrôle de la qualité d’opérations de vissage.
2. Art antérieur
Dans divers secteurs industriels, tels que notamment celui de la construction automobile, il est connu de mettre en œuvre des lignes d’assemblage 1 le long desquels sont implantés plusieurs postes de travail P1, P2, Px. Une structure à assembler 10, comme par exemple une automobile, un moteur, une boite de vitesses ou autre, est déplacée le long de la ligne d’assemblage 1 pour subir aux différents postes une ou plusieurs opérations de vissage. Après que les opérations de vissage ont été réalisées, la structure à assembler est acheminée vers un poste de contrôle qualité Pc où des opérateurs contrôlent, au moyen de clé dynamométrique spécifiquement dévolues au contrôle qualité, tout ou partie des vissages réalisés sur les différents postes pour s’assurer qu’ils satisfont un ou plusieurs critères qualité prédéterminés. Alternativement, des opérations de vissage peuvent être contrôlées en ligne directement aux postes de travail par des opérateurs également au moyen de clé dynamométrique spécifiquement dévolues au contrôle qualité.
Au cours du contrôle qualité d’un vissage, une clé dynamométrique est utilisée pour appliquer un couple de serrage à la vis dont le vissage est contrôlée. Lorsque le couple atteint une valeur dite couple de glissement, la vis se met à tourner. Ce couple est représentatif de la qualité du vissage. L’opérateur doit alors stopper immédiatement d’entrainer la vis sous peine de lui imprimer un sur-serrage risquant de nuire à la qualité du vissage et/ou d’être dommageable.
Pour des raisons de productivité, seuls un certain nombre de vissages est contrôlé. En pratique, les vissages les plus critiques sont contrôlés et leur contrôle donne une image statistique de la qualité de l’ensemble des vissages réalisés.
Bien qu’une telle approche puisse permettre de contrôler de manière assez efficace la qualité des vissages réalisés au cours d’opérations de vissage, elle peut encore être optimisée.
En effet, une telle approche consistant à contrôler la qualité de vissages successifs après que le dernier vissage a été réalisé ne permet notamment pas de détecter une anomalie sur un vissage dès qu’elle se produit et de prendre en conséquence les mesures correctrices nécessaires, comme par exemple :
- corriger le vissage défectueux sur la ligne avant de poursuivre avec la réalisation des vissages suivants ou bien envoyer l’assemblage avec un vissage défectueux vers un poste de reprise ;
- remplacer l’outil défectueux sur la ligne par un outil en état de fonctionnement et envoyer l’outil défectueux en maintenance;
- …
Cette méthode de contrôle selon l’art antérieur ne permet donc pas de prendre en considération de manière anticipée la survenue d’une anomalie de vissage rapidement après qu’elle se soit produit et d’en tirer les enseignements qui permettront de rétablir la situation au plus vite afin de garantir la qualité des vissages et la productivité selon laquelle ils sont réalisés.
Par ailleurs, cette méthode de contrôle impose la mise en œuvre, en plus des postes de travail dédiés à la réalisation d’opérations de vissage, d’un poste de travail dédié uniquement au contrôle qualité. Ceci tend à complexifier la structure des lignes d’assemblage et nuit à la productivité car il convient d’attendre que tous les vissages soient réalisés avant de commencer leur contrôle.
En outre, que les opérations de contrôle qualité soient menées sur un poste de contrôle final ou bien directement sur les postes de travail, elles sont réalisées en utilisant des outils de contrôle spécifiques, comme notamment des clés dynamométriques. Ces outils de contrôle s’ajoutent aux visseuses mises en œuvre pour la réalisation des opérations de vissage si bien la réalisation des opérations de vissage et leur contrôle suppose le recours à un nombre important d’outils à acquérir, à manipuler et à maintenir en état de fonctionner.
De plus, la technique consistant à vérifier la qualité d’une opération de vissage au moyen d’une clé dynamométrique suppose le développement d’un savoir-faire particulier chez l’opérateur qui la met en œuvre. En effet, il convient que l’opérateur développe un doigté lui stopper immédiatement l’entrainement de la vis dont le serrage est en cours de contrôle dès que la clé « débraye » afin de ne pas induire lors du contrôle un sur-serrage.
Il existe donc un besoin d’améliorer les techniques de contrôle de la qualité d’opérations de vissage.
3. Objectifs de l’invention
L’invention a notamment pour objectif d’apporter une solution efficace à au moins certains de ces différents problèmes.
En particulier, selon au moins un mode de réalisation, un objectif de l’invention est de fournir une technique de réalisation de vissages successifs et de contrôle qualité des vissages qui soit efficace et économique.
En particulier, un objectif de l’invention est, selon au moins un mode de réalisation, d’éviter la survenue d’un sur-serrage au cours d’une opération de contrôle qualité par une mauvaise utilisation par un opérateur de la clé dynamométrique mise en œuvre à cet effet.
Un objectif de l’invention est, selon au moins un mode de réalisation, de procurer une telle technique qui puisse permettre la détection au plus tôt d’une anomalie sur un vissage.
Notamment, l’invention a pour objectif, selon au moins un mode de réalisation, de fournir une telle technique qui puisse permettre de lancer des actions préventives de maintenance des outils mis en œuvre pour réaliser des vissages rapidement après qu’une anomalie soit détectées sur un vissage.
Un autre objectif de l’invention est, selon au moins un mode de réalisation, de fournir une telle technique qui puisse permettre d’augmenter le nombre de contrôle qualité réaliser sur des assemblages sans toutefois induire une baisse de productivité.
Un autre objectif de l’invention, est dans au moins un mode de réalisation, de procurer une telle technique qui soit simple à mettre en œuvre et/ou fiable et/ou économique.
4. Présentation de l’invention
Pour ceci, l’invention propose un procédé de vissage et de contrôle de la qualité d’opérations de vissage, sur une ligne de production comprenant une succession de postes de travail, ledit procédé comprenant au moins :
- une étape de réalisation d’au moins une opération de vissage sur une structure à assembler à au moins certains desdits postes de travail, chaque opération de vissage réalisée à un poste de travail l’étant au moyen d’un dispositif de vissage dédié au poste et à l’opération de vissage correspondants ;
- une étape de contrôle qualité de ladite au moins une opération de vissage.
Selon l’invention, l’étape de contrôle de la qualité d’une opération de vissage est réalisée à un poste de travail ultérieur au poste de travail où ladite opération de vissage contrôlée a été réalisée, ladite étape de contrôle qualité étant réalisée au moyen du dispositif de vissage dédié audit poste ultérieur.
Ainsi, selon cet aspect, l’invention consiste :
- plutôt qu’à utiliser un outil spécifique comme une clé dynamométrique pour œuvrer aux opérations de contrôle, à utiliser à cette fin des outils de vissage, et
- plutôt qu’à attendre que la structure à assembler passe l’ensemble des postes de travail pour que l’ensemble des opérations de vissage soient réalisées avant de procéder au contrôle qualité d’au moins certains vissages, à réaliser le contrôle qualité d’au moins certaines opérations de vissage sur un ou des postes de travail ultérieurs à celui ou ceux sur lequel elles ont été réalisées. En outre, les opérations de contrôle réalisées sur un poste sont réalisées au moyen de l’outil de vissage dédié à ce poste.
Cette approche permet :
- de réduire le nombre d’outil mis en œuvre pour réaliser les vissages et les contrôles car les contrôles sont réalisés avec des outils de vissage dont certains au moins sont susceptibles d’être mis en œuvre pour réaliser des opérations de vissage également ;
- de procéder aux contrôles qualité plus tôt et ainsi de détecter plus tôt une éventuelle anomalie et en tirer les conséquences comparativement aux cas de l’art antérieur dans lesquels les opérations de contrôle sont menées sur un poste de contrôle final ;
- de réduire le risque de sur-serrage lors du contrôle qualité ou à tout le moins de réduire son niveau.
Dans l’art antérieur, le nombre de contrôle qualité effectués après la réalisation de toutes les opérations de vissage est relativement réduit de sorte à ne pas réduire la productivité. Par la mise en œuvre de l’invention, il est possible de réaliser des opérations de contrôle sur des postes de travail sur lesquels les opérateurs disposent d’un peu de temps mort une fois qu’ils ont réalisé les opérations de vissage devant être réalisées sur ces postes, pour réaliser en outre une ou plusieurs opérations de contrôle. L’exploitation de ces temps morts sur certains postes de travail pour réaliser de manière anticipée des opérations de contrôle, permet ainsi d’augmenter le nombre de contrôle réalisés sans nuire à la productivité.
Selon une caractéristique possible, lesdites opérations de vissage sont réalisées à des points de vissage prédéterminés de ladite structure à assembler, et lesdites opérations de contrôle sont réalisées à des points de contrôle prédéterminés de ladite structure à assembler, un point de contrôle d’une opération de contrôle qualité correspondant à un point de vissage auquel une opération de vissage a été préalablement réalisée.
Selon une caractéristique possible, chaque dispositif de vissage dédié à un poste de travail est programmé pour réaliser à ce poste de travail au moins une opération de vissage et/ou au moins une opération de contrôle aux points de vissage ou de contrôle correspondants.
Selon une caractéristique possible, l’ordre de réalisation des opérations à réaliser à un poste de travail est prédéterminé.
Selon une caractéristique possible, ledit procédé comprend, préalablement à la réalisation de chacune desdites étapes de réalisation d’une opération de vissage et des étapes de réalisation d’une opération de contrôle, une étape de géolocalisation dudit dispositif de vissage correspondant, par rapport auxdits points de vissage et/ou auxdits points de contrôle de ladite structure à assembler, une opération de vissage adaptée au point de vissage correspondant et/ou une opération de contrôle adaptée au point de contrôle correspondant étant activée lorsque ledit dispositif de vissage est localisée audit point de vissage et/ou audit point de contrôle correspondant.
Selon une caractéristique possible, un procédé selon l’invention comprend :
- une étape de masquage desdits points de vissage et/ou desdits points de contrôle, et
- de façon essentiellement synchrone à l’activation dans ledit dispositif de vissage d’une opération de vissage ou d’une opération de contrôle, une étape de libération de l’accès par ledit dispositif de vissage au point de vissage ou au point de contrôle correspondant à ladite opération de vissage ou de contrôle activée, l’ensemble des autres points de vissage et des points de contrôle autres que celui auquel l’opération de vissage ou de contrôle activée doit être réalisée étant masqués pour demeurer inaccessibles par ledit dispositif de vissage.
Selon une caractéristique possible, un procédé selon l’invention comprend, de façon essentiellement synchrone à l’activation dans ledit dispositif de vissage d’une opération de vissage ou d’une opération de contrôle, une étape, une étape d’illumination du point de vissage ou du point de contrôle correspondant où ladite opération activée doit être réalisée.
Selon une caractéristique possible, un procédé selon l’invention comprend, au cours de la réalisation de chaque étape de réalisation d’une opération de vissage, d’une étape éventuelle de détection d’un sur-serrage illustrant que l’opération de vissage est menée sur un serrage préalablement effectué plutôt que sur un serrage à réaliser.
Selon une caractéristique possible, un procédé selon l’invention comprend, à l’issue d’une opération de vissage, une étape de mesure d’au moins un paramètre représentatif de la qualité du vissage réalisé, une étape de vérification de la présence de la valeur dudit au moins un paramètre dans un premier intervalle de tolérances prédéterminé, puis une étape de génération d’un premier compte rendu de vissage.
Selon une caractéristique possible, chaque opération de contrôle qualité comprend :
- une étape d’entrainement dans le sens du vissage de l’élément vissé au cours de l’opération de vissage à contrôler ;
- une étape de détection, au cours de l’étape précédente, du glissement dudit élément vissé par rapport à ladite structure à assembler ;
- une étape d’arrêt de ladite étape d’entrainement après détection dudit glissement ;
- une étape de mesure de la valeur du couple de serrage de glissement atteint lors de l’arrêt de ladite étape d’entrainement ;
- une première étape de vérification de la présence, dans un deuxième intervalle de tolérance prédéterminé, dudit couple de serrage de glissement, ladite première étape de vérification étant suive d’une étape de génération d’un deuxième compte rendu ;
- une deuxième étape de vérification de la présence, dans un troisième intervalle de tolérance prédéterminé, dudit couple de serrage de glissement atteint lors de l’arrêt de ladite étape d’entrainement, ladite deuxième étape de vérification étant suive d’une étape de génération d’un troisième compte rendu.
Selon une caractéristique possible, un procédé selon l’invention comprend l’émission d’un compte rendu consolidé prenant un ou plusieurs des premier, deuxièmes et troisièmes compte-rendu.
Selon une caractéristique possible, chacune desdites opérations de contrôle qualité est enregistrée avec un identifiant associé à l’identifiant de l’opération de vissage contrôlée correspondante.
L’invention couvre également un produit programme d’ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un microprocesseur, ledit produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution d'un procédé selon l'une quelconque des variantes ci-dessus, lorsqu’il est exécuté par un ordinateur.
5. Description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de modes de réalisation particuliers, donnée à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
6. Description de modes de réalisation particuliers
6.1. Structure générale d’une ligne d’assemblage
On présente, en relation avec la , un exemple de ligne d’assemblage 2 le long de laquelle une structure à assembler 21 est susceptible d’être déplacée pour subir une pluralité d’opérations de vissage et d’opérations de contrôle qualité.
Une telle ligne d’assemblage 2 comprend classiquement une pluralité de postes de travail. Dans l’exemple illustré, la ligne d’assemblage comprend trois postes de travail 22, 23, 24. Dans des variantes, elle pourra comprendre au moins deux postes de travail.
Chaque poste de travail est dédié à la réalisation, sur la structure à travailler, d’au moins une opération de vissage. Chaque opération de vissage est réalisée sur un point de vissage de la structure à travailler. La structure à travailler présente donc autant de points de vissage qu’il y a d’opérations de vissage à réaliser sur elle.
Au moins certains postes de travail sont dédiés à la réalisation, sur la structure à travailler, d’au moins une opération de contrôle de la qualité d’au moins une opération de vissage réalisée à un poste précédent. Chaque opération de contrôle qualité est réalisée sur un point de contrôle de la structure à travailler. Un point de contrôle à un poste de travail postérieur correspond à un point de vissage à un poste antérieur.
Bien que cela ne soit pas optimal, certains postes de travail pourraient être dévolus à la réalisation d’une ou plusieurs opérations de contrôle qualité seulement et non à la réalisation en outre d’une ou plusieurs opérations de vissage.
Chaque poste de travail est doté d’au moins un dispositif de vissage D1, D2, D3, D4. Un dispositif de vissage est préprogrammé pour réaliser, sur le poste auquel il est dédié, au moins une opération de vissage. Il peut en outre être préprogrammé pour réaliser une ou plusieurs opérations de contrôles de la qualité de vissage effectués lors de la réalisation d’opérations de vissage sur un ou plusieurs postes de travail antérieurs.
Les opérations de vissage sont réalisées à des points de vissage prédéterminés de la structure à assembler. Les opérations de contrôle sont réalisées à des points de contrôle prédéterminés de la structure à assembler. Un point de contrôle d’une opération de contrôle qualité correspond à un point de vissage auquel une opération de vissage a été préalablement réalisée.
6.2. Exemple d’un procédé selon l’invention
6.2.1. Organisation des opérations de vissage et de contrôle qualité sur les postes de travail
Un exemple de mode de réalisation d’un procédé selon l’invention de vissage et de contrôle qualité d’opérations de vissage, sur une ligne de production comprenant une succession de postes de travail, va à présent être décrit.
De façon générale, un tel procédé comprend au moins (cf. ) :
- une étape 30 de réalisation d’au moins une opération de vissage sur une structure à assembler à au moins certains des postes de travail ;
- une étape 31 de contrôle qualité d’au moins certaines desdites opérations de vissage.
Au moins certaines des étapes de contrôle qualité sont réalisées à un poste de travail ultérieur au poste de travail où l’opération de vissage contrôlées considérée a été réalisée, chaque étape de contrôle qualité étant réalisée au moyen d’un dispositif de vissage dédié au poste ultérieur où elle a été effectuée. Au moins une opération de vissage est réalisée au poste ultérieur où au moins une opération de contrôle qualité est réalisée. Il est toutefois possible qu’à un ou plusieurs postes de travail, le ou les outils de vissage lui ou leur étant dédiés ne soient utilisés que pour réaliser des opérations de contrôle.
Dans l’exemple décrit, en référence à la :
- au premier poste de travail 22 sont à réaliser une première opération de vissage V1 et une deuxième opération de vissage V2 au moyen d’un premier D1 dispositif de vissage dédié au premier poste et une troisième V3 opération de vissage au moyen d’un deuxième D2 dispositif de vissage dédié au premier poste ;
- au deuxième poste de travail 23 sont à réaliser une quatrième V4 opération de vissage au moyen d’un troisième D3 dispositif de vissage dédié au deuxième poste ainsi qu’une première C1 opération de contrôle du premier vissage et une deuxième C2 opération de contrôle du deuxième vissage au moyen du troisième D3 dispositif de vissage dédié au deuxième poste de travail ;
- au troisième poste de travail 24 sont à réaliser une cinquième V5 opération de vissage au moyen d’un quatrième D4 dispositif de vissage dédié au troisième poste et une troisième C3 opération de contrôle du quatrième vissage au moyen du quatrième D4 dispositif de vissage dédié au troisième poste.
Ceci ne représente qu’un exemple possible et toutes variantes est envisageable. Notamment, il pourrait exister un ou plusieurs postes dédiés qu’au contrôle seulement même si cela n’est pas optimal.
Chaque dispositif de vissage dédié à un poste de travail est programmé pour réaliser à ce poste de travail au moins une opération de vissage et/ou au moins une opération de contrôle aux points de vissage ou de contrôle correspondants.
6.2.2. Mise en œuvre d’un séquencement d’opérations
Un procédé selon l’invention peut mettre en œuvre un séquencement d’opération.
Dans ce cas, chaque dispositif de vissage dédié à un poste de travail est programmé pour réaliser à ce poste de travail des opérations de vissage et/ou de contrôle aux points de vissage ou de contrôle correspondants, les opérations de vissage et/ou de contrôle étant programmées dans le dispositif de vissage selon un ordre prédéterminé.
En d’autres termes, un dispositif de vissage à un poste de travail sera programmé pour réaliser successivement par exemple une première opération de vissage, une deuxième opération de vissage, une première opération de contrôle puis une troisième opération de vissage.
Après la réalisation de chaque opération de visage et de contrôle, un compte rendu de vissage ou de contrôle est émis.
Une ligne d’assemblage est dotée de moyens de contrôle, comme un automate de ligne, un contrôleur ou autres, qui permet, lorsque la structure à assembler arrive à un poste de travail, d’activer la première opération de vissage ou de contrôle dans le dispositif de vissage. L’opérateur réalise alors la première opération de vissage ou de contrôle puis, après que le compte rendu de la première opération a été émis, les moyens de contrôle activent dans le dispositif de vissage la deuxième opération de vissage ou de contrôle. L’opérateur réalise cette deuxième opération à l’issue de laquelle un compte-rendu est émis. Les opérations s’enchainent ainsi jusqu’à ce que l’ensemble des opérations à réaliser sur le poste soient accomplies. Les moyens de contrôle commandent alors le déplacement de la structure à assembler au poste ultérieur où les opérations devant y être réalisées sont accomplies à leur tour. Le processus est réitéré jusqu’à ce que la structure à assembler arrive au bout de la ligne d’assemblage.
Dans l’exemple décrit ici, au premier poste de travail 22 :
- le premier dispositif de vissage D1 est programmé pour réaliser, de manière séquencée, la première opération de vissage V1 sur une premier point de vissage de la structure à assembler puis la deuxième opération de vissage V2 sur un deuxième point de vissage de la structure à assembler, et
- le deuxième dispositif de vissage D2 est programmé pour réaliser la troisième opération de vissage V3 sur un troisième point de vissage de la structure à assembler.
Au deuxième poste de travail 23, le troisième dispositif de vissage D3 est programmé pour réaliser, de manière séquencée, la quatrième opération de vissage V4 sur un quatrième point de vissage de la structure à assembler, puis la première opération de contrôle qualité C1 sur un premier point de contrôle de la structure à assembler correspondant au premier point de vissage, puis la deuxième opération de contrôle qualité C2 sur un deuxième point de contrôle de la structure à assembler correspondant au deuxième point de vissage.
Au troisième poste de travail 24, le quatrième dispositif de vissage D4 est programmé pour réaliser, de manière séquencée, la cinquième opération de vissage V5 sur un cinquième point de vissage de la structure à assembler, puis la troisième opération de contrôle qualité C3 sur un troisième point de contrôle de la structure à assembler correspondant au quatrième point de vissage.
A l’arrivée de la structure à assembler au premier poste 22 :
- les moyens de contrôle activent dans le premier dispositif de vissage D1 la première opération de vissage V1 que l’opérateur réalise sur un premier point de vissage de la structure à assembler puis, après l’émission du compte-rendu de la première opération,
- les moyens de contrôle activent dans le premier dispositif de vissage D1 la deuxième opération de vissage V2 que l’opérateur réalise sur un deuxième point de vissage de la structure à assembler à l’issue de quoi un compte-rendu de la deuxième opération est émis, et
- les moyens de contrôle active ensuite dans le deuxième dispositif de vissage D2 la troisième opération de vissage V3 que l’opérateur réalise sur un troisième point de vissage de la structure à assembler à l’issue de quoi un compte-rendu de la troisième opération est émis.
Après l’émission du compte-rendu de la troisième opération, les moyens de contrôle commandent le déplacement de la structure à assembler au deuxième poste de travail 23. Ils activent alors dans le troisième dispositif de vissage D3 la quatrième opération de vissage V4 que l’opérateur réalise sur un quatrième point de vissage de la structure à assembler, puis après l’émission du compte-rendu de la quatrième opération de vissage, les moyens de contrôle activent la première opération de contrôle qualité C1 que l’opérateur réalise sur un premier point de contrôle de la structure à assembler correspondant au premier point de vissage. A l’issue de l’émission du compte-rendu de la première opération de contrôle, les moyens de contrôle activent dans le troisième dispositif de vissage D3 la deuxième opération de contrôle qualité C2 que l’opérateur réalise sur un deuxième point de contrôle de la structure à assembler correspondant au deuxième point de vissage.
Après l’émission du compte-rendu de la deuxième opération de contrôle, les moyens de contrôle commandent le déplacement de la structure à assembler au troisième poste de travail 24. Les moyens de contrôle activent alors dans le quatrième dispositif de vissage D4 la cinquième opération de vissage V5 que l’opérateur réalise sur un cinquième point de vissage de la structure à assembler, puis après l’émission du compte-rendu de la cinquième opération de vissage, les moyens de contrôlent activent dans le quatrième dispositif de vissage D4 la troisième opération de contrôle qualité C3 que l’opérateur sur un troisième point de contrôle de la structure à assembler correspondant au quatrième point de vissage. L’assemblage s’achève après l’émission du compte-rendu de la troisième opération de contrôle.
Lorsque des opérations doivent être réalisées suivant un séquencement prédéterminé, l’opérateur en charge de les réaliser est préférentiellement préalablement formé pour connaître l’ordre de réalisation des opérations.
6.2.3. Mise en œuvre d’une géolocalisation
Un procédé selon l’invention peut mettre en œuvre une géolocalisation des dispositifs de vissage par rapport à la structure à assembler.
Des moyens de géolocalisation de dispositifs de vissage par rapport aux points de vissage et aux points de contrôle de la structure à assembler aux différents postes de travail sont alors mis en œuvre. Ces moyens de géolocalisation peuvent être de différents types par exemple ils peuvent utiliser une ou plusieurs caméra infra rouge fixées au-dessus du poste de travail et un premier tag muni de leds infra-rouge fixé sur l’outil et un deuxième tag du même type fixé sur la structure à assembler. Les moyens de contrôle de la caméra sont par ailleurs aptes à calculer à partir de l’image des tags captée par la caméra la position de du dispositif de vissage et de la structure à assembler dans le référentiel de la caméra puis à calculer la position relative du dispositif de vissage par rapport à la structure à assembler. Il est alors possible d’en déduire sur quel point de vissage ou de contrôle l’outil se trouve. Une telle technique est par exemple décrite dans le document de brevet WO2021259523.
Dans ce cas, le procédé comprend (cf. ), préalablement à la réalisation de chacune des étapes de réalisation d’une opération de vissage et des étapes de réalisation d’une opération de contrôle, une étape 50 de géolocalisation du dispositif de vissage correspondant, par rapport aux points de vissage et/ou aux points de contrôle de la structure à assembler, une opération de vissage adaptée au point de vissage correspondant et/ou une opération de contrôle adaptée au point de contrôle correspondant étant activée dans une étape d’activation 51 lorsque le dispositif de vissage est localisée au point de vissage et/ou au point de contrôle correspondant.
Les moyens de géolocalisation installés à un poste sur un dispositif de vissage, seront préférentiellement connectés aux moyens de contrôle de la ligne d’assemblage pour leur fournir l’information sur le point de vissage ou de contrôle où se trouve le dispositif de vissage et en conséquence permettre aux moyens de contrôle d’activer la stratégie de vissage ou de contrôle adaptée audit point de vissage ou de contrôle où se situe le dispositif de vissage.
Dans le mode de réalisation décrit ici, ce principe pourrait être mis en œuvre par exemple de la manière suivante.
Bien que dans des variantes tous les dispositifs de vissage de tous les postes de travail ne sont pas obligatoirement dotés d’un tel dispositif, dans l’exemple décrit ici, tous les dispositifs de vissage seront dotés de moyens de géolocalisation.
En outre :
- lorsque les moyens de contrôle détectent la présence de la structure à assembler au premier poste de travail 22, les moyens de contrôlent activent :
- dans le premier dispositif de vissage D1 :
- une première stratégie de vissage lorsque les moyens de géolocalisation détectent que son embout de vissage se trouve au premier point de vissage, et
- une deuxième stratégie de vissage lorsque les moyens de géolocalisation détectent que son embout de vissage se trouve au deuxième point de vissage ;
- dans le deuxième dispositif de vissage D2 une troisième stratégie de vissage lorsque les moyens de géolocalisation détectent que son embout de vissage se trouve au troisième point de vissage ;
- lorsque les moyens de contrôle détectent la présence de la structure à assembler au deuxième poste de travail 23, les moyens de contrôlent activent dans le troisième dispositif de vissage D3 :
- une quatrième stratégie de vissage lorsque les moyens de géolocalisation détectent que son embout de vissage se trouve au quatrième point de vissage,
- une première stratégie de contrôle lorsque les moyens de géolocalisation détectent que son embout de vissage se trouve au premier point de contrôle, et
- une deuxième stratégie de contrôle lorsque les moyens de géolocalisation détectent que son embout de vissage se trouve au deuxième point de contrôle ;
- lorsque les moyens de contrôle détectent la présence de la structure à assembler au troisième poste de travail 24, les moyens de contrôlent activent dans le quatrième dispositif de vissage D4 :
- une cinquième stratégie de vissage lorsque les moyens de géolocalisation détectent que son embout de vissage se trouve au cinquième point de vissage, et
- une troisième stratégie de contrôle lorsque les moyens de géolocalisation détectent que son embout de vissage se trouve au troisième point de contrôle.
Dans une variante, les moyens de contrôle pourront imposer à l’opérateur un ordre de réalisation des différentes opérations à réaliser à un poste, les moyens de contrôle bloquant le dispositif de vissage si l’opérateur ne respecte pas un ordre de réalisation des opérations. L’opérateur aura été formé au préalable quand l’ordre à respecter.
6.2.4. Mise en œuvre d’un masquage
Un procédé selon l’invention peut mettre en œuvre un masquage de points de vissage et/ou de points de contrôle.
Dans ce cas, un dispositif de masquage est mis en œuvre au(x) poste(s) de travail concerné(s). Un tel dispositif de masquage peut consister en un écran physique placé entre l’opérateur et la structure à assembler. Cet écran est muni de trappe actionnables par les moyens de contrôle de la ligne d’assemblage pour donner accès au point de vissage ou de contrôle en fonction de l’ordre souhaité.
Dans ce cas, le procédé comprend (cf. ), à au moins certains des postes de travail de façon essentiellement synchrone à l’activation dans le dispositif de vissage d’une opération de vissage ou d’une opération de contrôle lors d’une étape d’activation 61, une étape 60 de libération de l’accès par le dispositif de vissage au point de vissage ou au point de contrôle correspondant à l’opération de vissage ou de contrôle activée, l’ensemble des autres points de vissage et des points de contrôle autres que celui auquel l’opération de vissage ou de contrôle activée doit être réalisée étant masqués pour demeurer inaccessibles par le dispositif de vissage.
Dans le mode de réalisation décrit ici, ce principe pourrait être mis en œuvre par exemple au deuxième poste 23 seulement de la manière suivante :
- les moyens de contrôle de la ligne d’assemblage pilotent le dispositif de masquage (non représenté) pour libérer l’accès au troisième point de vissage seulement, puis au premier point de contrôle seulement puis au deuxième point de contrôle seulement ;
- les moyens de contrôlent de la ligne d’assemblage activent dans le troisième dispositif de vissage D3 la quatrième stratégie de vissage lorsque le quatrième point de vissage seulement n’est pas masqué, la première stratégie de contrôle lorsque le premier point de contrôle seulement est démasqué et la deuxième stratégie de contrôle lorsque le deuxième point de contrôle seulement n’est pas masqué.
6.2.5. Mise en œuvre d’une illumination
Un procédé selon l’invention peut mettre en œuvre une illumination de points de vissage et/ou de points de contrôle.
Dans ce cas, des moyens d’illumination sont mis en œuvre. De tels moyens d’illumination peuvent consister en un spot laser dont l’oriention du faisceau est pilotable par les moyens de contrôle de la ligne d’assemblage pour éclairer les points de vissage ou de contrôle en fonction de l’ordre de réalisation souhaité. L’orientation du faisceau étant synchronisée avec l’activation des stratégies de vissage ou de contrôle dans les dispositifs de vissage par les moyens de contrôle.
Dans ce cas, le procédé comprend (cf. ), à au moins certains des postes de travail de façon essentiellement synchrone à l’activation dans le dispositif de vissage d’une opération de vissage ou d’une opération de contrôle lors d’une étape d’activation 71, une étape 70 d’illumination du point de vissage ou du point de contrôle correspondant où l’opération activée doit être réalisée.
Dans le mode de réalisation décrit ici, ce principe pourrait être mis en œuvre par exemple au troisième poste 24 seulement de la manière suivante :
- les moyens de contrôle de la ligne d’assemblage pilotent un dispositif d’éclairage (non représenté) pour illuminer le cinquième point de vissage seulement, puis pour illuminer le troisième point de contrôle seulement ;
- les moyens de contrôle de la ligne d’assemblage activent dans le quatrième dispositif de vissage D4 :
- la cinquième stratégie de vissage lorsqu’ils commandent l’illumination du cinquième point de vissage,
- la troisième stratégie de contrôle lorsqu’ils commandent l’illumination du troisième point de contrôle.
6.2.6. Mise en œuvre d’une détection de sur-serrage
Un procédé selon l’invention peut mettre en œuvre une détection d’éventuel sur-serrage de certains points de vissage.
Dans ce cas, le procédé comprend, au cours de la réalisation de chaque étape 30 de réalisation d’une opération de vissage, une étape éventuelle 300 de détection d’un sur-serrage illustrant que l’opération de vissage est menée sur un serrage préalablement effectué plutôt que sur un serrage à réaliser.
A titre d’exemple, si la troisième opération de vissage V3 est réalisée au premier poste 22 par erreur au deuxième point de vissage serré préalablement, plutôt qu’au troisième point de vissage, le deuxième point de vissage va être sur-serré. Un tel sur-serrage peut être détecté, par exemple de la manière suivante d’une façon connue dans l’état de l’art consistant à contrôler l’angle de rotation de la vis, dont le vissage est à contrôler, jusqu’à l’atteinte du couple objectif de serrage. Dans le cas d’un vissage, l’angle de rotation va être de plusieurs dizaine de degrés alors que dans le cas d’un sur-serrage, l’angle va être de quelques degrés.
6.2.7. Premier compte rendu de vissage
Un procédé selon l’invention peut comprendre des étapes de génération, à l’issue de chacune des étapes de vissage, d’un premier compte rendu de vissage.
Un premier compte rendu de vissage peut comprendre le résultat d’enregistrement d’au moins un paramètre illustrant la qualité d’un vissage, comme par exemple le couple de serrage et/ou l’angle de serrage.
La stratégie de chaque opération de vissage comprend un intervalle de tolérances pour chaque paramètre illustrant la qualité du vissage correspondant.
Un premier compte rendu de vissage comprend, outre la valeur du ou des paramètres illustrant la qualité du vissage, une indication de type « ok / not ok » indiquant pour chaque intervalle si le paramètre correspondant y est convenablement situé.
6.2.8. Deuxième et troisième comptes rendu de vissage
Il est connu de mettre en œuvre des opérations de contrôle de la qualité d’un vissage dites opérations de contrôle au glissement.
Un contrôle au glissement consiste, à l’issue d’une opération de vissage, à appliquer à la vis un couple de vissage. Lorsque ce couple est proche du couple de serrage final, la vis de met à tourner, i.e. à glisser. Le couple mesuré au moment du glissement de la vis est le couple de glissement dont la valeur est représentative du couple final de serrage.
Un procédé selon l’invention peut comprendre une étape de génération 310, à l’issue de chacune des étapes de contrôle 31, d’un deuxième et d’un troisième compte-rendu de vissage.
Dans ce cas, chaque opération de contrôle qualité comprend :
- une étape 310 d’entrainement dans le sens du vissage de l’élément vissé au cours de l’opération de vissage à contrôler ;
- une étape 311 de détection, au cours de l’étape 310 précédente, du glissement de l’élément vissé par rapport à la structure à assembler, i.e. décollement de l’élément vissé par rapport à la structure à assembler ; le glissement se produit lorsque le couple appliqué, lors du contrôle, sur la vis déjà serrée, atteint le couple auquel la vis a été précédemment serrée ;
- une étape 312 d’arrêt de l’étape d’entrainement 311 après détection du glissement ; cet entrainement est un peu subit puisque qu’il n’a comme seul objectif que de permettre la détection du glissement. Cet entrainement doit être le plus court possible pour limiter le sur-serrage et l’utilisation d’un dispositif de vissage à cette fin plutôt que d’une clé dynamométrique offre un avantage puisque l’amplitude de ce sur-serrage est géré par les moyens de contrôle du dispositif de vissage qui sont par nature plus réactif que l’utilisateur de la clé dynamométrique qui contrôle lui-même manuellement l’amplitude de ce sur-serrage ;
- une étape 313 de mesure de la valeur du couple de serrage de glissement atteint lors de l’arrêt de l’étape d’entrainement 310 ;
- une première étape 314 de vérification de la présence, dans un premier intervalle de tolérance prédéterminé, du couple de serrage de glissement, la première étape 314 de vérification étant suive d’une étape 315 de génération d’un deuxième compte rendu ;
- une deuxième étape 316 de vérification de la présence, dans un deuxième intervalle de tolérance prédéterminé, du couple de serrage de glissement atteint lors de l’arrêt de l’étape d’entrainement 310, la deuxième étape 316 de vérification étant suive d’une étape 317 de génération d’un troisième compte rendu.
Un compte rendu peut être la valeur de couple ou d’angle atteinte et un OK ou NOK signifiant que cette valeur est dans l’intervalle correspondant ou pas.
6.2.9. Comptes rendu consolidé
Un procédé selon l’invention peut comprendre une étape 32 d’émission d’un compte rendu consolidé prenant un ou plusieurs des premier, deuxièmes et troisièmes compte-rendu.
Un tel compte-rendu consolidé pourrait être une synthèse des trois compte-rendu regroupant les différents paramètres mesurés et l’indication qu’ils se situent ou non dans les intervalles de tolérances correspondants.
6.2.10. Autres aspects et avantages
Selon une variante possible, chacune des opérations de contrôle qualité est enregistrée avec un identifiant associé à un identifiant de l’opération de vissage contrôlée correspondante. Ceci permet d’assurer une traçabilité.
Un vissage peut subir, au cours d’un certain temps après sa réalisation, un phénomène de relaxation induisant que le couple final de serrage auquel il a été réalisé peut atteindre une valeur finale stabilisée ultérieurement inférieure. Ainsi, si un vissage qui subit une relaxation est contrôlé avant que la relaxation ait lieu, sa qualité peut être considéré acceptable alors qu’elle ne le serait peut-être pas après relaxation. Ainsi, le fait de décaler à un poste ultérieur le contrôle qualité d’un vissage réalisé à un poste antérieur peut permettre d’éviter cet inconvénient.
Sur une ligne d’assemblage, il arrive que le nombre d’opérations à réaliser sur certains postes de travail soit moins important et/ou que le temps nécessaire pour réaliser ces opérations soit moins important. Ainsi, l’opérateur en charge de ces postes dispose d’un peu de temps « libre ». Ce temps « libre » peut être utilisé selon l’invention pour réaliser des opérations de contrôle qualité en ligne plutôt que sur un poste final de contrôle comme le prévoie l’art antérieur. Ainsi, l’invention permet d’augmenter la productivité. Elle peut également permettre d’augmenter le nombre de contrôles qualité réalisés ce qui permet d’avoir une image statistique de la qualité des opérations plus fidèle à la réalité. Ainsi, si seulement 5 % des produits sont contrôlés selon l’art antérieur, les coûts de la qualité sont réduits, mais un doute subsiste sur 95 % des produits. Augmenter la fréquence / la population de produits contrôlés selon l’invention permet de réduire le risque de ne pas atteindre une livraison zéro défaut en utilisant principalement des temps morts (temps libres).
L’invention permet d’éviter le recours à un poste dédié exclusivement au contrôle qualité, ce qui contribue à simplifier les lignes d’assemblage.
Le fait de réaliser des contrôles qualité en amont et non sur un poste final peut permettre de détecter en amont une éventuelle dérive mettant en évidence une défectuosité d’un ou plusieurs dispositifs de vissage ayant été mis en œuvre pour réaliser des opérations de vissage ne remplissant pas le niveau de qualité requis.
Il se peut que la qualité d’un vissage antérieur soit influencée par un vissage ultérieur voisin réalisé à proximité. Dans ce cas, il est préférable de contrôler la qualité du vissage antérieur après la réalisation du vissage voisin ultérieur, ce qui est permis par l’invention.
La technique selon l’invention permet d’éviter le recours à des visseuses d l’art antérieur comprenant deux capteurs de couple, l’une permettant de détecter l’atteinte du couple final de serrage et de déclencher l’arrêt du vissage et l’autre permettant de réaliser un contrôle qualité du vissage, une telle approche présentant les inconvénients de ne pas permettre de tenir compte de l’influence d’une éventuelle relaxation du vissage ou d’un serrage voisin.
L'évaluation en temps réel de la qualité des vissages, notamment par une technique de mesure des couples résiduels de décollement, permet un suivi constant de la production, par anticipation aux mesures de qualité. La mise en œuvre d’une maitrise statistique des procédé automatique (SPC en langue anglaise) permet des actions de Maintenance Préventive (réajustements d'outils / réparations), et l'identification des causes racines. La mise en œuvre d’Alerte Qualité par anticipation peut permettre une analyse des causes racines / l’adoption d'un processus de secours ou remplacement de machine qualifiée.
Claims (13)
- Procédé de vissage et de contrôle de la qualité d’opérations de vissage, sur une ligne de production comprenant une succession de postes de travail, ledit procédé comprenant au moins :
- une étape de réalisation d’au moins une opération de vissage sur une structure à assembler à au moins certains desdits postes de travail, chaque opération de vissage réalisée à un poste de travail l’étant au moyen d’un dispositif de vissage dédié au poste et à l’opération de vissage correspondants ;
- une étape de contrôle qualité de ladite au moins une opération de vissage ;
caractérisé en ce que l’étape de contrôle de la qualité d’une opération de vissage est réalisée à un poste de travail ultérieur au poste de travail où ladite opération de vissage contrôlée a été réalisée, ladite étape de contrôle qualité étant réalisée au moyen d’un dispositif de vissage dédié audit poste ultérieur. - Procédé selon la revendication 1 dans lequel lesdites opérations de vissage sont réalisées à des points de vissage prédéterminés de ladite structure à assembler, et lesdites opérations de contrôle sont réalisées à des points de contrôle prédéterminés de ladite structure à assembler, un point de contrôle d’une opération de contrôle qualité correspondant à un point de vissage auquel une opération de vissage a été préalablement réalisée.
- Procédé selon la revendication 2 dans lequel chaque dispositif de vissage dédié à un poste de travail est programmé pour réaliser à ce poste de travail au moins une opération de vissage et/ou au moins une opération de contrôle aux points de vissage ou de contrôle correspondants.
- Procédé selon la revendication 3 dans lequel l’ordre de réalisation des opérations à réaliser à un poste de travail est prédéterminé.
- Procédé selon la revendication 3 ou 4, ledit procédé comprend, préalablement à la réalisation de chacune desdites étapes de réalisation d’une opération de vissage et des étapes de réalisation d’une opération de contrôle, une étape de géolocalisation dudit dispositif de vissage correspondant, par rapport auxdits points de vissage et/ou auxdits points de contrôle de ladite structure à assembler, une opération de vissage adaptée au point de vissage correspondant et/ou une opération de contrôle adaptée au point de contrôle correspondant étant activée lorsque ledit dispositif de vissage est localisée audit point de vissage et/ou audit point de contrôle correspondant.
- Procédé selon la revendication 3 ou 4 comprenant :
- une étape de masquage desdits points de vissage et/ou desdits points de contrôle, et
- de façon essentiellement synchrone à l’activation dans ledit dispositif de vissage d’une opération de vissage ou d’une opération de contrôle, une étape de libération de l’accès par ledit dispositif de vissage au point de vissage ou au point de contrôle correspondant à ladite opération de vissage ou de contrôle activée, l’ensemble des autres points de vissage et des points de contrôle autres que celui auquel l’opération de vissage ou de contrôle activée doit être réalisée étant masqués pour demeurer inaccessibles par ledit dispositif de vissage. - Procédé selon la revendication 3 ou 4 comprenant, de façon essentiellement synchrone à l’activation dans ledit dispositif de vissage d’une opération de vissage ou d’une opération de contrôle, une étape, une étape d’illumination du point de vissage ou du point de contrôle correspondant où ladite opération activée doit être réalisée.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 comprenant, au cours de la réalisation de chaque étape de réalisation d’une opération de vissage, d’une étape éventuelle de détection d’un sur-serrage illustrant que l’opération de vissage est menée sur un serrage préalablement effectué plutôt que sur un serrage à réaliser.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 comprenant, à l’issue d’une opération de vissage, une étape de mesure d’au moins un paramètre représentatif de la qualité du vissage réalisé, une étape de vérification de la présence de la valeur dudit au moins un paramètre dans un premier intervalle de tolérances prédéterminé, puis une étape de génération d’un premier compte rendu de vissage.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel chaque opération de contrôle qualité comprend :
- une étape d’entrainement dans le sens du vissage de l’élément vissé au cours de l’opération de vissage à contrôler ;
- une étape de détection, au cours de l’étape précédente, du glissement dudit élément vissé par rapport à ladite structure à assembler ;
- une étape d’arrêt de ladite étape d’entrainement après détection dudit glissement ;
- une étape de mesure de la valeur du couple de serrage de glissement atteint lors de l’arrêt de ladite étape d’entrainement ;
- une première étape de vérification de la présence, dans un deuxième intervalle de tolérance prédéterminé, dudit couple de serrage de glissement, ladite première étape de vérification étant suive d’une étape de génération d’un deuxième compte rendu ;
- une deuxième étape de vérification de la présence, dans un troisième intervalle de tolérance prédéterminé, dudit couple de serrage de glissement atteint lors de l’arrêt de ladite étape d’entrainement, ladite deuxième étape de vérification étant suive d’une étape de génération d’un troisième compte rendu. - Procédé selon les revendications 9 et 10 comprenant l’émission d’un compte rendu consolidé prenant un ou plusieurs des premier, deuxièmes et troisièmes compte-rendu.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 11 dans lequel chacune desdites opérations de contrôle qualité est enregistrée avec un identifiant associé à l’identifiant de l’opération de vissage contrôlée correspondante.
- Produit programme d’ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un microprocesseur, ledit produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, lorsqu’il est exécuté par un ordinateur.
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