Brevet FR2070719A1 — publié le 19710917

l'invention a pour objet un appareil de manutention mécanique amélioré, pouvant être utilisé dans l'industrie pour manipuler une grande variété de pièces à usiner ou de composants afin de les amener à des machines, de les transférer entre des positions de travail sur la même machine ou sur des machines différentes, de les enlever de ces machines, etc.. Selon la présente invention, un appareil de manutention mécanique, qui, de façon appropriée, est mobile de façon que l'on puisse choisir son emplacement d'utilisation, a un dispositif de positionnement comportant trois chariots et une tourelle à rotation totale disposés fonctionnellement en série, les chariots pouvant être déplacés indépendamment et respectivement dans trois directions perpendiculaires l'une à l'autre, les chariots et la tourelle ayant des commandes individuelles par moteur électrique, l'appareil de manutention comportant en outre un porte-pièce porté par le dispositif de positionnement. Dans une réalisation-particulière de l'appareil de manutention, le premier chariot est monté sur une base fixe ou mobile et le deuxième chariot se trouve sur le premier chariot, ces chariots pouvant se déplacer horizontalement dans deux directions perpendiculaires, la tourelle est montée sur le deuxième chariot et peut tourner de 3600 autour d'un axe vertical et le troisième chariot coulisse sur la tourelle parallèlement à son axe et porte le porte-pièce. Dans une autre réalisation, la tourelle est montée sur le premier chariot, le deuxième chariot est sur la tourelle et le troisième chariot, qui porte le porte-pièce, se trouve sur le deuxième chariot. Le porte-pièce peut se trouver à une extrémité d'un bras, ce dernier pouvant s'incliner, et peut être monté sur le bras de façon à tourner autour d'un axe longitudinal du bras. Le porte-pièce peut comporter des préhenseurs articulés à commande pneumatique et ceux-ci peuvent être refroidis à l'eau pour permettre de manipuler des pièces chaudes. L'appareil permet de déplacer une pièce dans une zone étendue et, du fait que les chariots et la tourelle sont commandés par des moteurs électriques, l'appareil est particulièrement approprié à une commande précise et programmée du positionnement. La commande peut s'effectuer par des relais ou par des interrupteurs à l'état solide. Le dispositif est également approprié à des systèmes de commande numérique, ou à des systèmes analogues. Par ailleurs, du fait que l'appareil n'utilise aucun fluide hydraulique pour le positionnement, les risques d'incendie et d'explosion sont réduits au minimum. Le dessin joint illustre une réalisation d'un appareil de manutention selon l'invention, et sur le dessin - la figure 1 représente l'appareil en coupe en élévation ; et - la figure 2 montre un détail. En se reportant à la figure 1, l'appareil a une base normalement fixe 10, qui peut être équipée de roulettes pivotantes ou d'organes analogues pour pouvoir être déplacée, un mécanisme porte-pièce 12 et un dispositif de positionnement 13 comportant un chariot 14 se déplaçant longitudinalement sur la base 10, un chariot 15 se déplaçant transversalement sur le chariot 14, une tourelle 16 sur le chariot 15 et un chariot vertical 17 sur la tourelle 16. les déplacements longitudinal et transversal des chariots 14 et 15 sont obtenus de façon identique. A chaque chariot est associé un~moteur électrique 20 à deux vitesses et à arrêt positif, qui est équipé d'une poulie 21 entraSnant par une courroie 22 une poulie 23 ou l'analogue, laquelle est à son tour fixée sur une vis-mère 24 coopérant avec des écrous 27 à circulation de billes. Les vis-mères sont supportées à chaque extrémité dans des roulements 25. Chacun des chariots 14 et 15 est monté pour coulisser sur deux barres jumelées de guidage 29 par l'intermédiaire de quatre manchons de guidage à billes 28, qui sont associés par paires à chacune des barres 29. La rotation des vis-mères 24 fait déplacer longitudinalement les écrous 27 à circulation de billes et déplace ainsi les chariots. Les chariots 14 et 15 peuvent être commandés,par exemple par un contrôleur préprogrammé, pour effectuer automatiquement la séquence de mouvement recherchée, le contrôleur envoyant des signaux appropriés aux moteurs 20. Lorsqu'un moteur 20 est mis en marche par un signal de déclenchement, il tourne à grande vitesse, déplaçant ainsi rapidement le chariot correspondant jusqu'à réception d'un signal approprié, ou jusqu'à actionnement d'un interrupteur 30 voisin de la limite de déplacement du chariot ; à ce moment, le moteur ralentit et entraîne lentement le chariot sur une courte distance jusqu'à réception d'un signal "arrêt" ou jusqu'à actionnement d'un autre interrupteur 31 voisin de l'interrupteur 30 pour arrêter le moteur ; de cette façon, le chariot peut être positionné avec une grande précision. Les chariots restent alors au repos jusqu'à ce que le ou les moteurs reçoivent un autre signal de déclenchement, soit pour inverser le déplacement du chariot, soit, par la commande d'un autre jeu d'interrupteurs analogues montés de façon appropriée, pour impartir au chariot un mouvement vers l'avant ou vers l'arrière différent. De cette façon, chaque chariot peut effectuer une grande variété de déplacements vers l'avant et vers l'arrière pour s'appliquer à un cas de fonctionnement particulier. La tourelle 16 est montée sur un roulement approprié 35 de façon à pouvoir effectuer une rotation complète autour d'un axe vertical. Un moteur électrique 36 à deux vitesses et à arrêt positif fait tourner la tourelle 16 par l'intermédiaire d'une vis sans fin 37 et d'une roue à vis sans fin 38 montée sur la base de la tourelle, ou par l'intermédiaire d'une autre commande de rotation appropriée. Dans une variante de réalisation, la tourelle est montée sur le chariot longitudinal 14, et le chariot transversal 15 est monté sur la tourelle ; ceci permet d'accroître portée longitudinale. Le mouvement de la tourelle est commandé de toute façon appropriée, par exemple d'une manière similaire à celle utilisée pour les chariots 14 et 15, en utilisant un contrôleur programmé, ou des interrupteurs, ou les deux, comme il a été décrit antérieurement. Le chariot 17 à déplacement vertical est actionné de la même manière que les autres chariots. Son moteur individuel 40 est monté sur la base de la tourelle et entraîne une vis sans fin 41 par l'intermédiaire d'un entraânement à poulies et courroie 42. Le chariot 17 porte un écrou 43 à circulation de billes, grâce auquel la rotation de la vis-mère 41 est transformée en un déplacement vertical du chariot 17 le-long des glissières 44. Du fait que, dans ce cas, l'écrou 43 à circulation de billes est un élément chargé, la vis-mère 41 a un pas plus fin que les vis-mères 24. Le mouvement du chariot 17 est commandé comme celui deys chariots 14 et 15. le mécanisme porte-outil 12 est monté sur le chariot vertical 17. le mécanisme représenté comporte des blocs de préhension 50 à alignement automatique, qui pivotent en 51 sur les extrémités de doigts 52, lesquels sont à leur tour supportés par des pivots 53 sur une tête tournante 54. la tête 54 est montée pour tourner sur des roulements 57 à une extrémité d'un prolongement 55 d'un bras 56, lequel bras et son prolongement peuvent être inclinés en pivotant en 70 sur le chariot 17. Cette inclinaison est obtenue par l'action d'un vérin pneumatique 71 qui est relié aux extrémités respectives du chariot 17 et du bras 70. La rotation de la tête 54 est effectuée par un moteur électrique pas à pas 58 qui est monté sur l'extrémité du prolongement 55 et qui se projette à l'intérieur du bras 56. Le moteur 58 entrasse un manchon 59 à cannelures internes, qui est supporté par des roulements 60 et qui coopère avec un arbre cannelé 61 longitudinalement mobile. L'arbre 61 peut se déplacer longitudinalement par rapport à la tête 54. La commande du moteur pas à pas 58 est effectuée électroniquement. Les doigts 52 sont commandés par de l'air comprimé amené à un vérin 80, dans lequel est logé un piston 81 raccordé par sa tige à une chape 82 coopérant avec l'arbre cannelé 61 de façon à déplacer ce dernier longitudinalement vers l'avant èt vers l'arrière. A son extrémité antérieure, l'arbre 61 est relié par des bielles à genouillère 83 aux extrémités arrière des doigts 52. Lorsque l'arbre cannelé 61 se déplace vers l'avant, les doigts 52 basculent et les blocs 50 se referment sur la pièce 84 pour la saisir ; lorsque l'arbre cannelé 61 se déplace vers l'arrière, les blocs 50 se séparent et libèrent la pièce. les doigts 52 comportent également des pivots 85 pouvant coopérer avec les pièces et que l'on peut utiliser si, en sortant une pièce 86 par soulèvement du chariot 17, l'on désire faire basculer la pièce de 900, par exemple de l'horizontale à la verticale, comme on le voit sur la figure 2. Ce mouvement est particulièrement utile lors de la manipulation de billettes chaudes dans les processus de forgeage. Le mécanisme de préhension est disposé pour saisir plusieurs dimensions et formes de composants, en maintenant à tout moment une position de point central commune. Le mouvement d'abaissement que l'on peut obtenir en inclinant le-bras 56 par l'action du vérin 71 est particulièrement utile dans les opérations de forgeage et de coulée, du fait ue le bras peut être actionné par le cylindre pour faciliter par impact le dégagement des pièces ou des billettes des moules les renfermant, etc.. I1 est clair que l'appareil peut être commandé manuellement ou automatiquement par un mécanisme de commande programmé, et que l'appareil permet de transporter des pièces dans une zone étendue. I1 est clair par ailleurs que l'appareil autorise une large zone de déplacement d'une pièce, comme on le voit sur les figures 3 et 4, même s'il n'est pas lui-meme mobile. 1?EVENDICATI0NS 1. Appareil de manutention mécanique pour manipuler industriellement des pièces ou des composants, caractérisé en ce qu'il comporte trois chariots et une tourelle à rotation complète disposés fonctionnellement en série, les chariots pouvant autre déplacés indépendamment et respectivement dans trois directions perpendiculaires l'une à l'autre, les chariots et la tourelle ayant des commandes individuelles par moteur électrique, et en ce que l'appareil comporte en outre un porte-pièce porté par le dispositif de positionnement0 2.Appareil de manutention mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier chariot est monté sur une base fixe ou mobile, et que le deuxième chariot est monté sur le premier chariot, ces chariots pouvant se déplacer horizontalement dans des directions perpendiculaires, en ce que la tourelle est montée sur le deuxième chariot et peut y tourner de 3600 autour d'un axe vertical, et en ce que le troisième chariot coulisse sur la tourelle parallèlement à son axe et porte le porte-pièce0 3.Appareil de manutention mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier chariot est monté sur une base fixe ou mobile et peut se déplacer dans une direction hori zontale, en ce que la tourelle est montée sur le premier chariot et peut y tourner de 3600 autour d'un axe vertical, en ce que le deuxième chariot se trouve sur la tourelle et peut se déplacer horizontalement, et en ce que le troisième chariot coulisse sur le deuxième chariot dans une direction parallèle à l'axe de rotation de la tourelle et porte le porte-pièce. 4. Appareil de manutention mécanique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le porte-pièce est monté à une extrémité d'un bras qui peut être incliné par rapport au troisième chariot par l'action d'un vérin pneumatique, et en ce que le porte-pièce peut tourner sur le bras autour d'un axe disposé selon la longueur du bras. 5. Appareil de manutention mécanique selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un moteur électrique individuel porté par le bras fait tourner le porte-pièce. 6. Appareil de manutention mécanique selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce que le porte-pièce comporte des doigts de préhension articulés et un vérin pneumatique individuel pour actionner les doigts de préhension. 70 Appareil de manutention mécanique selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le moteur fait tourner le porte-pièce par l'intermédiaire d'un arbre cannelé, et en ce que l'arbre peut être déplacé selon son axe et par rapport au portepièce pour actionner les doigts de préhension par le vérin pneumatique associé.