Brevet FR2141627A1 — publié le 19730126

La présente invention concerne un dispositif de commande pneumatique d'un bras rotatif de manutention décrivant non limitativement un cycle en U inversé, ctest-à-dire effectuant un mouvement de translation verticale ascendant, puis un mouvement de pivotement autour d'un axe et enfin un mouvement de translation verticale descendant, l'origine du cycle pouvant se situer a n importe quelle phase dudit cycle. Un tel bras de manutention est utilisé dans les installations automatisées, par exemple pour la manipulation de petites pièces telles que pièces horlogères. La présente invention concerne un dispositif de commande d'un bras de manutention de conception particulièrement simple, constituant un ensemble miniaturisé et permettant d'obtenir une rotation du bras supérieure à 1800 dans un faible encombrement. A cet effet, ce dispositif de commande pneumatique d'un bras de manutention rotatif pouvant être animé également d'un mouvement de translation perpendiculairement à son plan, est caractérisé en ce qu'il comporte un corps percé d'un alésage dans lequel est logé un arbre moteur monté à rotation et à coulissement et dont une extrémité, faisant saillie à l'extérieur du corps, est solidaire du bras de manutention, un vérin de translation comprenant un alésage ménagé dans le corps parallèlement à l'alésage de l'arbre moteur et communiquant avec ce dernier par un orifice, un piston mobile dans cet alésage et portant un doigt s'étendant à travers ledit orifice et s'engageant dans une gorge circulaire de l'arbre moteur, et un vérin de rotation comprenant un alésage ménagé dans le corps perpendiculairement à l'alésage de l'arbre moteur et débouchant partiellement dans ce dernier alésage, et un piston mobile dans l'alésage du vérin de rotation et portant une crémaillère en prise avec une denture d'engrenage portée par l'arbre moteur. Le dispositif suivant l'invention peut être appliqué, en cycle semi-automatique ou automatique, au vissage, au transport ou au tri de pièces, au chargement de machines-outils, au rivetage, à l'usinage, etc... I1 est particulièrement,bien adapté au chargement sur plateau rotatif ou chaîne linéaire. I1 est facilement transposable pour des pièces de grandes dimensions. La course du mouvement vertical peut être réglée à la demande. Par ailleurs, la partie travaillante utile a des dimensions réduites. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention en référence au dessin annexé dans lequel - la figure I est une vue en coupe verticale d'un dispositif de commande pneumatique d'un bras rotatif de manutention, - la figure 2 est une vue en coupe faite suivant la ligne II-II de la fig 1, - la figure 3 est une vue en coupe faite suivant la ligne III-III de la figure 2, - la figure 4 est une vue en plan de la plaque porte-butées seule. Le dispositif représenté sur le dessin est destiné à la commande pneumatique d'un bras rotatif de manutention 1 devant effectuer un cycle en U inversé, c'est-à-dire comprenant un mouvement de translation verticale ascendant, un mouvement de pivotement autour d'un axe et un mouvement de translation verticale descendant. Le bras de manutention horizontal 1 est fixé sur l'extrémité supérieure can nelée 2a d'un arbre moteur vertical 2. Cet arbre 2 est monté à coulissement et à rotation dans un alésage 3 percé dans un corps 4 sur lequel est fixée une semelle horizontale inférieure 5. Cette semelle 5 sert de plaque d'étanchéité ; elle peut être évidée pour recevoir un mini-rupteur de sécurité de bonne exécution du cycle. La semelle 5 sert à la fixation de l'ensemble sur une table de travail. L'arbre moteur 2 est guidé dans un palier inférieur 6 logé dans un chambrage de l'alésage 3 du corps 4, ainsi que dans un palier supérieur 7 monté en partie dans le corps 4 et en partie dans une plaque supérieure porte-butées 8 fixée audit corps 4. Dans le corps 4 est percé un second alésage vertical 9 d'un vérin de translation 10, dans lequel coulisse un piston il muni sur ses deux faces frontales de joints d'étanchéité 12. L'alésage 9 communique avec l'alésage 3 dans lequel se déplace l'arbre moteur 2 par l'intermédiaire d'un orifice 13. En travers de cet orifice s'étend un doigt horizontal 14 solidaire du piston 11 et s'engageant dans une gorge 15 ménagée dans l'arbre moteur 2. Le piston il délimite dans l'aalésage 9 deux chambres supérieure 9a et inférieure 9b qui communiquent, par l'in- termédiaire de cnnduits supérieur 16 et inférieur 17, percés dans le corps 4, avec des orifices d'entrée d'air 18 et 19 ménagés dans une plaque arrière 21 fixée au bloc 4.Des joints d'étanchéité 22 et 23 sont disposés entre la plaque arrière 21 et le corps 4, aux endroits où les orifices 18 et 19 se raccordent aux conduits 16 et 17. De la même façon, d'autres joints d'étanchéité 24 et 24a sont disposés autour des extrémités de l'alésage 9, entre le corps 4 et la se melle inférieure 5 d'une part et la plaque porte-butées supérieure 8 d'autre part. Dans la partie arrière du corps 4 est ménagé un évidement 26 obturé par la plaque arrière 21 pouvant servir de porte prise pour connections extérieures. Dans ledit évidement peut être logé éventuellement un câblage. Sur la face avant du corps 4 est fixée une plaque antérieure 27 assurant l'étanchéité et s'éten dant entre la semelle inférieure 5 et la plaque porte-butées supérieure 8. Dans le corps 4 est ménagé un alésage horizontal 28 d'un vérin de rotation 30, tra versant de part en part le corps 4 et débouchant ainsi dans ses faces gauche et droite (figure 3) sur lesquelles sont respectivement fixées des plaques d'étan chéité gauche 27 et droite 21. Des joints d'étanchéité 32 et 32a entourent les extrémités de l'alésage 28 et sont serrés entre le corps 4 et les deux plaques 27 et 21. Dans l'alésage 28 coulisse un piston 33 qui délimite ainsi dans cet alésage deux chambres gauche 28a et droite 28b.La chambre gauche 28a communique par l'intermédiaire d'un conduit 34 percé dans le corps 4, avec un orifice d'entrée d'air 35 percé dans la plaque droite 21, un joint d'étanchéité 36 étant interposé entre cette plaque 21 et le corps 4 dans la zone de raccordement du conduit 34 et l'orifice 35. La chambre droite 28b communique directement avec un autre orifice d'entrée d'air 37 percé dans la plaque droite 21. Le piston 33 qui porte sur ses deux faces frontales des joints d'étanchéité 38, présente à sa périphérie une crémaillère 33a constituée par une succession de gorges circulaires de forme appropriée. L'alésage 28 dans lequel coulisse le piston 33 communique avec l'alésage vertical 3 dans lequel est logé l'arbre moteur 2, sur une partie de sa longueur. Dans cet orifice de communication, la crémaillère 33a portée par le piston 33 est en prise avec un engrenage 2b taillé directement sur l'arbre moteur 2. La plaque porte-butées supérieure 8, dont une des réalisations possibles est décrite ci-après, de forme circulaire, est percée d'une gorge circulaire coaxiale 39, à section droite en forme de T inversé. Dans cette gorge 39 sont logées des pattes de blocage de vis 41 immobilisant deux butées 42. Les vis 41 permettent de bloquer dans la position appropriée les deux butées 42 autour de l'axe vertical de pivotement du bras 1. Chaque butée 42 est percée d'un taraudage dans lequel est vissée une vis de réglage fin horizontale 43 qui peut être immobilisée par une vis de blocage 44. Le bras 1 porte à sa partie inférieure une goupille 45 située à une distance de l'axe de pivotement égale à celle à laquelle se trouve l'extrémité des vis de réglage fin 43. La description des butées n'est pas limitative quant à leurs formes, leurs fonctions et leur nombre. Le cycle en U inversé peut être obtenu par programmation continue, à l'aide d'un moteur électrique à frein actionnant des mini-vannes et des mini-rupteurs de relais temporisés ou non, et des électrovannes ou tout autre système électromécanique et électronique, nécessaires pour le cycle. On peut encore utiliser un relais pas à pas électrique ou pneumatique dans le cas où les butées 42 sont munies de mini-rupteurs. Pour la montée du bras, on alimente en air comprimé l'orifice inférieur 19 et par conséquent la chambre inférieure 9b de l'alésage 9 de manière à faire monter le piston 11. Ce dernier entraîne alors, par son doigt 13, l'arbre moteur 2 vers le haut, dans son alésage 9. En fin de course ascendante, on alimente l'une des chambres de l'alésage horizontal 28, par exemple la chambre gauche sur la figure 3, en fournissant de l'air comprimé à travers l'orifice inférieur 35. Le piston 33 se déplace alors vers la droite et, comme sa crémaillère 33a est en prise avec l'engrenage 2b formé sur l'arbre moteur 2, il commande un mouvement de pivotement de l'arbre 2 autour de son axe vertical. Le bras 1 pivote ainsi dans un premier sens, tout en demeurant en position haute. Ce mouvement de pivotement se poursuit jusqu a ce que la goupille d'arrêt 45 vienne heurter l'une des vis de réglage fin 43 portée par une butée 42. A ce moment, on commande le mouvement de translation verticale vers le bas de l'arbre 2 et du bras 1, ce mouvement pouvant être commandé automatiquement par un mini-rupteur incorporé dans la butée 42 ou par une came de programmation. Ce mouvement est provoqué par l'alimentation de l'orifice supérieur 18 et de la chambre supérieure 9a de l'alésage 9 et en mettant la partie 9b à l'échappement. Il en résulte un mouvement de descente du piston 11 et corrélativement un mouve- ment dans le meme sens de l'arbre 2 et du bras 1. Le mouvement inverse du bras s'effectue en alimentant en sens inverse les divers orifices et les diverses chambres des alésages. A tous les moments du cycle, le programmateur peut déclencher une fonetion complémentaire de travail ou être déclenché par une fonction telle que prise de pièces, éjection, allongement du bras 1, tri, pal-page de pièces, etc... Le bras 1, de forme adaptée à l'emploi, peut être muni de visseuses, de palpeurs, de détecteurs (pouvant commander les cycles) ou de tout autre organe de détection, manutention et usinage (vérin, soufflette, etc...) pouvant etre commandé par la programmation à tout moment du cycle. Ces appareils peuvent être montés séparément ou simultanément sur le bras 1. Les mouvements du bras l sont réglés en vitesse par l'intermediaire de régulateurs unidirectionnels pouvant tre montés en opposition. Le dispositif de commande pneumatique pourrait utiliser, à la place de verins à double effet, comme il a été décrit ci-dessus, des vérins à simple effet utilisant un ressort de rappel. On peut employer de l'huile à la place d'air pour actionner les pissons afin d'obtenir des mouvement mieux régulés et une puissance accrue d'utilisation par l'intermédiaire, par exemple, de convertisseurs air-huile. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de commande pneumatique d'un bras de manutention rotatif pou- vant etre animé également,d'un mouvement de translation perpendiculairement à son plan, caractérisé en ce qu'il comporte un corps 4 percé d'un alésage 3 dans lequel est logé un arbre moteur 2 monté à rotation et à coulissement et dont une extrémité, faisant saillie à l'extérieur du corps, est solidaire du bras de manutention 1, un vérin de translation 10 comprenant un alésage 9 ménagé dans le corps parallèlement à l'alésage 3 de l'arbre moteur 2 et communiquant avec ce dernier par un orifice 13, un piston Il mobile dans cet alésage et portant un doigt s'étendant à travers ledit orifice 13 et s'engageant dans une gorge circulaire 15 de l'arbre moteur 2, et un vérin de rotation 30 comprenant un alésage 28 ménagé dans le corps perpendiculairement à l'alésage 3 de l'arbre moteur 2 et débouchant partiellement dans ce dernier alésage, et un piston 33 mobile dans l'alésage 28 du vérin de rotation et portant une crémaillère 33a en prise avec une denture d'engrenage 2b portée par l'arbre moteur 2. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que sur le corps 4 sont fixées une semelle inférieure 5, une plaque porte-butées supérieure 8, des plaques d'étanchéité avant 27 et arrière 21, et ce, avec interposition de joints d'étanchéité 24, 24a, autour des extrémités de l'alésage 9 du vérin de translation 10; 32, 32a autour des extrémités de l'alésage 28 du vérin de rotation 30. 3 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les vérins de translation 9 et de rotation 30 sont du type à double effet et en ce que les chambres 9a, 9b, 28a, 28b délimitées dans les alésages respectifs 9, 28, par les pistons 11, 33, communiquent, directement, ou par l'intermédiaire de conduits 16, 17, 34, percés dans le corps 4, avec des orifices d'entrée d'air 18, 19, 37, 35 percés dans les plaques fixées au corps 4. 4 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la plaque porte-butées 8 est percée d'une gorge circulaire dans laquelle peuvent être déplacées deux butées 42 immobilisées au moyen de vis de blocage 41, butées avec lesquelles coopère une goupille d'arrêt 45 portée par le bras de manutention rotatif pour limiter le débattement angulaire de ce bras lors de son mouvement de rotation. 5 - Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que dans chaque butée 42 est vissée une vis de réglage fin 43 contre l'extrémité de laquelle vient buter la goupille d'arret portée par le bras de manutention 1, cette vis de réglage fin 43 étant elle-meme immobilisée par une vis de blocage 44.