Brevet FR2125385A1 — publié le 19720929

1. 2125385 La présente invention est relative à un dispositif permettant de transférer automatiquement des objets d'une ou de plusieurs positions à une ou à plusieurs autres positions prédéterminées, et comprenant un ou plusieurs dispositifs de serrage 5 ou autres, afin de saisir et de distribuer les objets, ainsi qu'un dispositif de transfert pouvant être relié au dispositif ou aux dispositifs de serrage. Les dispositifs de transfert du type précité, habituellement dénommés "robots" et utilisés pour la manutention de 10 matériaux sont d'un emploi courant dans différents processus de fabrication, en particulier lorsque des pièces et autres articles sont traités dans des machines-outils automatiques. Le dispositif de transfert peut dans ce cas effectuer automatiquement plusieurs opérations de travail, par exemple le transfert d'une petite piè-15 ce depuis un transporteur à courroie jusqu'à une machine de traitement, dans laquelle cette petite pièce doit être mise en place avec précision. Le dispositif peut ensuite amener la pièce traitée jusqu'à une autre machine ou jusqu'à un autre transporteur à courroie ou autre. 20 I»e« dispositifs connus de ce type comprennent un équi pement fixe qui est lourd, compliqué et coûteux. 'Ces dispositifs sont conçus de façon à effectuer certaines opérations de travail données et d'une façon générale, ces opérations ne peuvent pas être modifiées dans une mesure quelconque importante, et l'équi-25 pement ne peut pas non plus être transformé pour des opérations relativement nouvelles. Si l'on désire qu'une opération de tra+ vail donnée soit effectuée automatiquement par un dispositif de transfert, il est par conséquent souvent nécessaire de choisir un équipement plus compliqué et plus coûteux que celui nécessaire 30 pour chaque fonction seule, parce qu'habituellement une seule version du dispositif est disponible. Oette version unique doit •• . être conçue de façon à couvrir la plupart des opérations de travail qui sont des opérations de pratique courante habituelle. Cependant, il est évident qu'il ne peut être conçu de façon à 35 permettre d'effectuer toute opération désirée. Il est bien entendu possible de fabriquer un dispositif de transfert pour chaque opération particulière désirée, mais ceci constitue une solution qui est'habituellement trop coûteuse. En outre, si le but dans lequel un dispositif est conçu perd son 40 intérêt, ce dispositif ne peut pas être utilisé facilement pour 72 04633 2. 2125385 d'autres opérations. Le but de l'invention est d'éviter les inconvénients précités et de réaliser un dispositif de transfert qui peut facilement être adapté à différentes opérations de travail. Il doit 5 en outre avoir un faible poids et être peu coûteux à fabriquer. Ceci est possible avec le dispositif de transfert automatique d'objets suivant l'invention qui est caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs ensembles pouvant être reliés entre-*sux et qui chacun en lui-même ou dans différentes combinaisons de deux ou 10 plus de deux ensembles reliés entre—eux, peureat être utilisés pour des opérations de transfert. Suivant un mode de îéallsâtion préféré, le dispositif suivant l'invention est en outre caractérisé en ce que l'tUL ou plusieurs des ensembles qui le composent est as. moins l'un. dss 15 suivants, savoir s un ensemble à mouvement radial, un ensemble à mouvement de basculement, un ensemble à mouvement oseillan-t, tua ensemble à mouvement vertical et un ensemble à mouvement horizontal. D,autres caractéristiques et avantages de 11 invention 20 apparaîtront au cours de la description qui va suivre faijai,.** s# . référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre dt èiémplés ét dans lesquels : la Fig. 1 est -une vue d'un ensemble à mouvement radial ; la Fig. 2 est une vue d'un ensemble à mouvement de 25 basculement ; la Fig. 3 est une vue d'un ensemble oscillant ; la Fig. 4 est une vue d'un ensemble à mouvement vertical j la Fig. 5 est une vue d'un ensemble à mouvement hori- 30 zontal;; Les différents ensembles ne sont représentés que sché-matiquement et dans un but de clarté certains détails qui peuvent être communs à tous les ensembles sont représentés seulement à la Fig. 4. 35 L'ensemble à mouvement radial représenté à la Fig. 1 est principalement constitué par un bras télescopique, cette appellation étant conservée dans la suite de la présente description. Le bras consiste en un tube 10 de section rectangulaire qui est monté coulissant dans un autre tube 11 de section rectangu-40 laire qui est à son tour monté coulissant dans xm support 12. Ce 72 04633 3 2125385 support peut également être constitué par un tube de section rectangulaire mais il peut également être constitué par une ou plusieurs consoles brides ou autres organes analogues appropriés. Le support 12 est fixé à une plaque 13 formant embase par l'in-5 termédiaire de laquelle le bras peut être relié à l'un quelconque des autres ensembles du dispositif. Dans ce but, la plaque 13 comporte des moyens de liaison ou de contact qui correspondent à des organes complémentaires des autres ensembles. L'assemblage de deux ensembles provoque automatiquement l'établissement 10 d'une liaison entre des circuits électriques, hydrauliques ou autres que comportent les ensembles. Ainsi, si l'un des ensembles est assemblé avec un dispositif de commande, par exemple un dispositif électrique central de commande d'une succession d'opérations, tous les ensembles se trouvent reliés à ce dispositif de 15 commande. Une plaque 14 est disposée dans l'une des extrémités du tube 11* et cette plaque est reliée à une tige 15 qui s'étend jusqu'au cylindre d'un vérin 16 à air comprimé. Au moyen de ce vérin 16, le tube 11 peut être déplacé par rapport au support 12 20 entre deux positions de fin de course, réglables. Ces positions sont déterminées par des butées 17 qui comportent des moyens de réglage fin 18 et peuvent être déplacées sur le tube 11. Dans leurs positions limites, les butées mobiles rencontrent des amortisseurs progressifs 19. Sur le dessin, ces amortisseurs sont 25 représentés comme étant constitués par des cylindres dans lesquels coulissent des tiges de piston 20. Tous les organes mobiles des différents ensembles, ainsi également que le tube 10 de section rectangulaire peuvent comporter des amortisseurs progressifs tels que ceux indiqués 30 ci-dessus. Pour déplacer le tube 10 par rapport au tube 11, le bras comporte deux vérins pneumatiques 21 et 22 qui sont reliés en série. D'une façon appropriée, les longueurs des courses des vérins sont choisies de telle sorte que les vérins 21 et 22 puis-35 sent agir sur la totalité de leurs courses. Ceci signifie que la plus grande distance entre les butées mobiles 17 doit être égale ou supérieure à la longueur du tube 10 lorsque celui-ci est complètement déployé. Ainsi, il est possible au moyen des butées mobiles de provoquer l'arrêt de l'extrémité externe 23 40 du tube 10 en un point donné quelconque sur la portée totale du 72 04633 4. 2125385 bras. L'extrémité externe 23 du bras est réalisée de façon telle qu'on puisse fixer sur elle une pince ou autre dispositif quelconque de serrage. Tous les ensembles peuvent être adaptés pour fonctionner à la fois électriquement, hydrauliquement ou de toute autre façon, et le dispositif de serrage ou pince peut également fonctionner par exemple électriquement ou hydrauliquement. Ainsi, le dispositif de serrage peut être constitué par un ou plusieurs électro-0 aimants, par des mâchoires de serrage actionnées hydrauliquement ou autres. De préférence, le bras comporte en outre des moyens astreignant le dispositif de serrage à osciller-tourner ou à effectuer tout autre mouvement. Les tubes de section rectangulaire constituant le bras 5 sont soutenus au moyen de roulements à galets d'une façon qui sera décrite plus en détail dans la suite à propos de la Fig. 4. La Fig. 4 montre également à titre d'exemple une façon d'alimenter en air comprimé les organes mobiles des ensembles. Le bras et les autres ensembles comportent, ou peuvent comporter, des moyens 20 de signalisation afin de permettre au dispositif de commande de détecter le mouvement effectué. De préférence, les moyens de signalisation sont constitués par des lames ou anches incorporées dans des circuits électriques. Ces lames ou anches sont actionnées par des aimants et sont fixées en des points appropriés dans les 25 parties fixes et mobiles des ensembles. La Fig. 2 montre schématiquement un ensemble à mouvement de basculement constitué par deux plaques 24, un point d'articulation 25 et un vérin 26 à air comprimé. Les plaques 24 comportent les moyens de liaison ou de contact précités correspondant aux 30 moyens complémentaires des autres ensembles. L'angle formé par les plaques 24 est fonction de la longueur de la course du vérin 26 et celle-ci peut bien entendu être déterminée d'une façon correspondante à celle décrite pour le mouvement du bras. La position atteinte peut également être détectée au moyen d'aimants et de 35 lames, comme décrit ci-dessus. L'ensemble à mouvement de basculement peut cependant être également équipé de moyens rendant possible de régler manuellement par exemple deux positions limites pour l'ensemble. L'articulation 25 peut alors être réalisée de façon à pouvoir être déplacée facilement par rapport aux plaques 40 de telle sorte que la position du point de basculement des plaques 72 04633 5. 2125385 puisse être modifiée. En outre, la course du vérin 26 à air comprimé peut être réglable, par exemple au moyen d'un manchon mobile ou autre organe approprie prévu sur la tige 27. L'ensemble à mouvement d'oscillation représenté à la 5 Fig. 3 comporte également une plaque 28 portant des moyens de liaison ou de contact. Cette plaque 28 est fixée à un tube 29 qui peut être èntrainé en rotation au mojren d'un ensemble d'entraînement 30 comportant un moteur 34 entraînant un pignon. 35 ou autre organe analogue. L'ensemble d'entraînement est fixé sur un 10 tube externe 31 comportant un organe de maintien 32. Cet organe de maintien peut être remplacé et peut comporter des moyens de fixation, tels qu'une plaque portant des moyens de liaison ou de contact comme décrit plus haut. A la Fig. 3 cependant l'organe de maintien comporte un trou 33 adapté pour être relié à un ensemble 15 à mouvement vertical qui va être décrit plus loin. L'ensemble d'entrainement 30, l'organe de maintien 32 ou une autre partie de l'ensemble à mouvement d'oscillation peut comporter des moyens de liaison pour des conduits provenant du dispositif de commande ainsi que pour d'autres conduits nécessai-20 res. Ces conduits sont couplés en outre aux différents ensembles par l'intermédiaire des plaques de liaison. Les moyens de liaison peuvent bien entendu être disposés dans n'importe lequel des autres ensembles et de même, plusieurs ensembles peuvent comporter des moyens de liaison séparés. 25 L'ensemble d'entraînement 30 est adapté pour faire tour ner le tube 29 sur une partie d'une révolution ou sur plusieurs révolutions si nécessaire. Dans ce but, l'ensemble d'entraînement comporte des moyens constitués par. des joints rotatifs pour conduits pneumatiques, ou pour des circuits hydrauliques, des bagues 30 de contact rotatif ou autres pour les circuits électriques et des moyens de détection de position et d'indication de ces posi-r tions, comme décrit plus haut et qui seront décrits plus loin à propos de la Fig. 4. L'ensemble à mouvement vertical représenté à la Fig. 4 35 comporte une plaque 36 formant embase, qui peut être du même type que les plaques de liaison décrites plus haut, et un tube externe 37 ainsi qu'un tube interne 38 monté coulissant dans le tube 37. Les tubes 37 et 38 peuvent avoir une section rectangulaire. A l'extrémité externe du tube 38 est prévu un cylindre 39 ou 40 autre organe approprié quelconque qui est destiné à coopérer avec 72 04633 6 2125385 l'organe de maintien 32 de l'er-sesoxs à jac A l'intérieur des tubes sst agencé un vérin pneumatique 40, dont la tige de piston 41 est reliée au tube interne 38. 5 Grâce à ce vérin, le tube 38 peut être amené à prendre différentes positions dans le sens vertical. Le tube 38 est maintenu dans le tube 37 au moyen de butées à galets 42 et supports 43. Entre les supports 43 et la surface externe du tube externe 37 sont disposées des plaques 44 en 10 caoutchouc. Les plaques en caoutchouc peuvent être plus ou moins comprimées au moyen de vis 45 et il est ainsi possible de régler avec précision la position des butées à galets par rapport aux deux tubes. Les plaques de caoutchouc sont agencées pour être coincées autour des vis 45 et servent ainsi également à bloquer 15 ces vis. Pour empêcher les butées à galets 42 de se placer obliquement par rapport au tube 38, par exemple par suite d'une tension inégale exercée par les vis, des épaulements ou des doigts de guidage peuvent être prévus sur un bord des supports 43. En utilisant ces épaulements ou doigts de guidage comme points de 20 rotation, les butées à galets peuvent être tournées au contact du tube 38 avec leurs surfaces de contact restant parallèles à la surface du tube. Tous les ensembles comportant des tubes rectangulaires peuvent être munis du dispositif de support réglable décrit ci-dessus. 25 La Fig.4 montre également un exemple d'exécution d'un dispositif au moyen duquel les différentes positions du tube 38 peuvent être détectées et au moyen duquel ces positions peuvent être réglées. Ce dispositif est constitué par un corps 46 qui est relié au tube interne coulissant 38, et un rail mobile 47 qui 30 coopère avec des amortisseurs progressifs non représentés. Le rail comporte une rainure longitudinale 48 dans laquelle peuvent être déplacées des vis 49 qui peuvent être fixées dans une position quelconque désirée au moyen d'écrous 50. Les vis sont reliées à des butées 51 disposées à l'intérieur du rail et portant les 35 lames de signalisation 52. Le corps 46 comporte un piston 53 qui peut être déplacé entre deux positions limites. Le déplacement du piston peut être effectué magnétiquement ou autrement, par exemple par de l'air comprimé par l'intermédiaire d'un conduit 54. En outre, le corps 40 46 comporte des aimants 55. Pendant le déplacement du tube 38 le 72 04633 7 2125385 corps 46 coulisse dans une rainure (non représentée) prévue dans le tube 37• Le dispositif de détection et de réglage fonctionne de la façon suivante : 5 lorsque le tube 38 se déplace, par exemple depuis une position supérieure, vers le bas, l'aimant 55 le plus bas passe sur un organe 52 de signalisation. Ainsi, un signal est fourni au dispositif de commande, qui astreint le piston 53 à se déplacer un peu à l'extérieur du corps 46. Le piston 53 heurte alors 10 immédiatement une butée 51 et le rail 47 se déplace d'une courte distance à 1'encontre de l'action des amortisseurs progressifs oomme indiqué, de sorte que le mouvement est arrêté de façon régulière et le tube 38 prend une position prédéterminée. On peut utiliser plusieurs butées 51, réglées dans différentes positions, 15 et le dispositif de commande peut être programmé pour choisir une butée donnée dans chaque cas. •La Fig. 4 montre également de quelle façon on peut envoyer par exemple de l'air comprimé aux organes mobiles des ensembles. Dans ce but, un tube fixe 56 pour l'air comprimé peut être agencé 20 pour coopérer avec un tube mobile 57 qui est relié à l'organe mobile, les deux tubes étant reliés de façon télèscopique. L'un des tubes ou les deux comportent des moyens d'étanchéité connus en eux-mêmes. La Fig. 5 montre d'une façon très schématique un ensemble 25 à déplacement horizontal qui peut être constitué par un chariot 58 ayant des roues 59. Si on le désire, le chariot peut être adapté pour se déplacer sur des rails mais il peut également être déplacé au moyen d'un dispositif de commande éloigné d'un type connu vers des points choisis sur un plan 60 ou autre. Dans 30 ce cas, des conducteurs par exemple des conducteurs électriques peuvent être disposés dans le plancher, pour transférer les or- -dres de déplacement au chariot. Le chariot 58 comporte une plaque de liaison 61 du type décrit ci-dessus. Le chariot comporte également de façon appropriée une plate-forme de chargement 62 au 35 moyen de laquelle le dispositif de transfert peut charger un grand nombre d'articles en un point donné et les transporter par exemple à une machine-outil ou en un point d'emmagasinage, qui peut être situé loin du premier emplacement. Ainsi qu'il ressort de ce qui précède, le dispositif de 40 transfert suivant l'invention est caractérisé en ce qu'il pré 72 04633 8. 2125385 sente une très grande souplesse. En raison du fait que tous les ensembles sont conçus de façon à pouvoir fonctionner d'une façon entièrement indépendante les uns des autres ou dans différentes combinaisons, seuls les ensembles particuliers nécessités pour 5 le type de mouvement désiré doivent être utilisés dans chaque cas. Ceci signifie que le coût de l'équipement n'est jamais supérieur à celui qui correspond au travail désiré devant être effectué. Du fait que le dispositif suivant l'invention n'est pas limité à un type de mouvement donné ou à m emplacement fixe, les diffé-10 rents ensembles peuvent être fabriqués ou tous les organes peuvent être produits en série par des procédés rationnels et à bas prix. Les ensembles choisis sont ensuite transportés au lieu d'utilisation où ils sont assemblés rapidement et facilement. Pour la raison indiquée ci-dessus, un dispositif suivant l'invention 15 peut être bien moins coûteux que les dispositifs connus jusqu'à présent. Le poids total du dispositif peut également être maintenu très bas en raison du fait que les ensembles sont conçus de telle sorte que plusieurs accessoires ou organes peuvent avantageusement être réalisés en un alliage de métaux légers. 20 72 04633 9. 2125385 MÏÏNÔICAÏIOUS 1.- Dispositif âs transfert automatique à®objets d'une position dans une autre ou de plusieurs positions prédéterminées 5 dans plusieurs autres, ce dispositif du type compren&nt un ou plusieurs pinces de serrage ou autres éléments pour saisir et distribuer les objets, ainsi que des moyens de transfert pouvant être reliés à cette ou à ces pinces, étant caractérisé en ee qu'il est constitué par plusieurs ensembles qui peuvent être re-10 liés entre-eux et qui, chacun en soi ou sous forme de différentes combinaisons de deux ou plus de deux ensembles reliés entre eux peuvent être utilisés pour des opérations de transfert. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un ou plusieurs des ensembles est ou sont cons- 15 titués par l'un des ensembles suivants, savoir un ensemble à mouvement radial, un ensemble à mouvement de basculement, un ensemble à mouvement d'oscillation, un ensemble à mouvement vertical et un ensemble à mouvement horizontal» 3.- Dispositif suivant l'une quelconque des revend!ca-20 tions 1 et 2, caractérisé en ce que les ensembles comportent des moyens de liaison ou de contact au moyen desquels" la réunion de -deux ensembles provoque l'établissement automatique d'une liaison entre des circuits électriques, hydrauliques ou autres que comportent les ensembles. 25 4.- Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins un ensemble comporte un dispositif de signalisation, par exemple des lames ou anches qui sont incorporées dans les circuits électriques et peuvent être actionnées par des aimants pour détecter les mouvements effectués par l'ensemble. 30 5.- Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les ensembles comportent des moyens d'entraînement, tels que des vérins, qui sont branchés dans les circuits hydrauliques et sont actionnés par un agent sous pression, par exemple de l'air comprimé, ces moyens d'entraînement, qui suivent les mou-35 vements effectués au cours des opérations de transfert, étant reliés au moyen de conduits télescopiques pour un agent sous pression, à une source de pression. 6.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un ensemble est 40 constitué par des tubes de section rectangulaire, ces tubes pou 72 04633 2125385 vant être déplacés les une rr. - port vc. :'.u; : es. 11 un desdits tubes étant soutenu dans un autre au itcyen de butées à galets pouvant être réglés par rapport aax tubes rectangulaires au moyen de plaques élastiques, par exemple de plaques an caout- 5 chouc, agencées pour être serrées entre les supports des butées à galets et l'un des tubes de section rectangulaire. 7.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que l'ensemble à mouvement radial comprend des tubes montés télescopiques comportant des moyens d'en- 10 traînement, ceux-ci étant de préférence constitués par des vérins pneumatiques couplés en série. 8.- Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'ensemble à mouvement radial est relié à un dispositif de serrage ou prise à pînee et comporte des moyens produisant un 15 pivotement, une rotation ou un autre mouvement de ce dispositif. 9.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que l'ensemble à mouvement basculant comporte deux plaques couplées ensemble au moyen d'une articulation de façon telle que le centre de rotation des plaques peut 20 facilement être déplacé, lesdites plaques étant en outre reliées à un vérin moteur ayant une longueur de course réglable. 10.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que l'ensemble à mouvement horizontal comporte, comme connu en soi, un dispositif de commande 25 éloigné au moyen duquel les ensembles reliés entre-eux peuvent être déplacés à partir de et jusqu'à des positions prédéterminées. 11.- Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce que l'ensemble à mouvement horizontal comporte une plateforme de chargement pour les articles transférés par le disposi- 30 tif.