Brevet FR2247317A1 — publié le 19750509

Une tête comportant des alésages parallèles, horizontaux, Inférieurs et supérieurs, est montée sur un arbre mobile vertica liement et tournant horizontalement. Une tige de guidage, qui coulisse dans les alésages supérieurs, comporte, à son extrémité arrière, une plaque de montage sur laquelle un moteur rotatif commandé par fluide est fixé. Un arbre évidé de sortie de ce moteur est relié par un élément réglable circonférentiellement à un bras évidé et allongé qui coulisse dans un alésage inférieur de la t8te et dont l'extrémité extérieure comporte une mâchoire fixe de serrage d'une pièce. Un moteur inférieur alternatif, commandé par fluide et actionnant une mâchoire, est monté à l'extrémité arrière du moteur rotatif et sa tige de piston est reliée à une barre de commande d'une mâchoire orientée vers l'avant, passant dans une ouverture de sortie et un arbre évidé et reliée à une mâchoire mobile placée à proximité de la machoire fixe. Un moteur supérieur d'extension, à mouvement alternatif et commandé par fluide, est aussi monté sur la tête et sa tige de piston est parallèle å celle du moteur inférieur.L'extrémité supérieure d'une barre d'entrainement est reliée à l'extrémité avant de la tige de ce moteur supérieur alors que son extrémité inférieure est reliée au bras de manière que ce dernier puisse suivre un mouvement al ternatif tout entournant.- Le moteur d'extension fait suivre au bras évidé un mouvement alternatif transmis par la barre d'entralnement. Le moteur rotatif fait tourner ce bras et les mâchoires sur un angle prédéterminé alors que le moteur de commande des msschoires rapproche et éloigne la mâchoire mobile de la mâchoire fixe pour serrer ou libérer une pièce. L'invention sera décrite plus en détail en regard des -dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 est une élévation, avec coupe et arrache ment partielssdu dudispositif de serrage et de manipulation d'une pièce selon I'invention > en position d'extension ; la figure 2 est une vue en plan du dispositif de la figure 1, les mâchoires n'étant pas représentées ;; la figure 3 est une élévation à échelle agrandie, avec coupe longitudinale partielle, de la partie du dispositif représentée à gauche sur la figure 1 la figure 4 est une vue en bout de l'extrémité gauche du dispositif représenté sur les figures 1 et 2 la figure 5 est une coupe transversale suivant la ligne 5-5 de la figure 3 et représente la clavette d'entrainement tournée sur la droite de 1200 par rapport à la position dans laquelle elle est orientée vers le haut la figure 6 est une coupe transversale suivant la ligne 6-6 de la figure 3 ; et la figure 7 est une vue en bout de L'extrémité située à droite du dispositif représenté sur les figures 1 et 2, les pinces de serrage étant omises. Les figures 1 et 2 représentent un dispositif 10 de serrage d'une pièce, destiné à suivre des mouvements d'extension et de rotation et conçu pour être monté -sur un support mobile 12 (figure i). Le dispositif est représenté en position d'extension. Le support 12 peut comprendre une extrémité supérieure 652 percée transversalement, de la tige carrée 62 d'un piston décrit ci-après. Un ensemble 15 comprend une tête 16 dont un trou 14 loge l'extré- mité supérieure du support 12. Ce dernier et la tête 16 comportent des trous radiaux 18 et 20 alignés l'un sur l'autre et logeant une goupille 22 qui assure la liaison entre le/support 12 et la tête 16. La partie inférieure de cette dernière comporte une fente radiale 24 atteignant le trou 14, et un trou tangentiel et taraudé 26 (figure 2) qui loge une vis inférieure 28 de blocage par laquelle cette tête t6 peut être serrée de manière amovible sur le support 12. La partie supérieure de la tête 16 comporte une fente longitudinale 30 (figure 2) qui descend jusqu'à l'extrémité inférieure d'un trou transversal 32. iElle comporte également un trou taraudé 34 à proximité de son extrémité supérieure, destiné à loger une vis supérieure 36 de blocage. L'ensemble 15 comporte aussi un manchon 38 fixé dans le trou 32 par la vis 36 de blocage et dont la position peut être réglée dans la direction longitudinale ou en rotation. L'ensemble 15 comporte également des supports arrière 44 et avant 50, orientes ers le haut et espacés axialement. Le support 44 peut être réglé et fixé de manière amovible sur l'extrémité arrière du manchon 38 par une vis 40 de blocage (figure 3) passant dans 11 extrémité inférieure et fendue 42.Il comporte un trou 46 (figure 3) dans lequel passe le manchon 38. Le support avant 50 comporte un trou semblable à celui du support 44, destiné à loger le tronçon avant du manchon 38 auquel il est soudé en 48. Les tronçons avant et arrière du manchon 38 comportent des contre-alésages 52 (seul le contre-alésage arrière étant représenté) destinés à loger des paliers avant et arrière 54. Pour des raisons de clarté, ces derniers sont représentés comme étant pleins alors qu'en fait, il est avantageux d'utiliser des roulements à billes. Un arbre ou bras allongé et évidé 56 tourne dans les paliers 54 (figure 6). Une tige 60 coulisse et tourne dans un trou longitudinal 58 du bras 56. -l'extrémité avant de cette tige coulisse dans un palier 61 logé dans un contre-alésage 63 du bras 56. Son extrémité arrière est percée et taraudée et loge l'extrémité avant et filetée 62, de faible diamètre, d'une tiga de piston ou élément 64 de sortie et de commande qui exécute mn mouvement alternatif dans l'alésage 66 d'un arbre évidé et rotatif ou élément 68 de sortie d'un moteur rotatif 70 comportant une palette 72 de commande (figure 5). Cette dernière exécute un mouvement sur une trajectoire courbe dans un compartiment 74 délimité par un bati 76 du moteur. Elle est reliée à l'arbre 68. le moteur 70 comporte des raccords 75 et 77 lui permettant d'être relié à des conduites air comprimé. Ce moteur 70, d'un type classique et disponible sur le marché, ne sera pas décrit plus en détail. L'extrémité avant 84, de diamètre réduit, du bati 86 d'un moteur pneumatique et alternatif 88 de commande de serrage de pinces se loge,fixée par exemple par des vis 78, dans un alésage 82 d'une entretoise cylindrique 80 fendue radialement. Cette entretoise 80 est fixée au bâti 76 du moteur 70. Les extrémités opposées du moteur 88 comportent des raccords 90 et 92 permettant l'alimentation en air et des mouvements alternatifs du piston (..on représenté) dans le bati 86. ta tige 64 de ce piston transmet, par un raccord fileté 62, ses mouvements alternstifs à la tige 60. Une machoire mobile 94, de tout type et forme convenables dépendant du type et de la forme des pièces à serrer, est fixée à l'extrémité extérieure de la tige 60.Une machoire fixe 96 semblable à la précédente, est montée de toute manière convenable à proximité de l'extrémité extérieure d'un arbre ou bras évidé et rotatif 56. Par conséquent, le mouvement alternatif de la tige 64 du piston du moteur pneumatique 88 provoque le rapprochement ou l'éloignement de la mâchoire mobile 94 par rapport à la machoire fixe 96 et, par suite, le serrage ou le relâchement d'une pièce (non représentée) placée entre ces machoires. La palette 72 du moteur rotatif 70 fait tourner l'arbre ou bras 56 et, par conséquent, les mâchoires 94 et 96 reliées à ce bras 56 par un raccord et un mécanisme 95 réglable circorl- férentiellement et représenté en coupe centrale et longitudinale sur la figure 3 et en coupe partielle sur la figure 5, suivant la ligne 5-5 de la figure 3. L'arbre évidé 68 du moteur 70 comporte une rainure longitudinale 98 qui loge l'extrémité intér rieure d t une palette radiale 100 dont l'extrémité extérieure se loge dans une gorge radiale 102 de l'une de deux moitiés 104 et 106 d'un premier collier fendu~108 (figure 4).Des vis 110, orientées suivant des cordes de ce collier 108, relient les deux moitiés semi-annulaires de ce dernier. ta clavette 100, comprise entre la rainure interieure 98 et sa gorge 102 d'appui, passe dans une fente ou rainure longitudinale 112 du bras évidé 55 pour transmettre à ce dernier, supportant directement la mâchoire fixe 96 et indirectement la machoire mobile 94, la rotation de l'arbre 68. Un second collier fendu 114 (figure 5), semblable au premier collier 108 et comportant également deux moitiés 116 et 118 assemblés par des vis 120, est fixé au bras évidé 56 (figure 1), en contact avec le collier 108 pour retenir ce dernier contre un bras 122, supportant une vis, d'un mécanisme 124 de réglage fin-(figures 2, 3 et 5). Le bras 122 est fixé, par une vis 126 traversant une plaque 128,à un rebord 130 de montage du bâti 76 du moteur rotatif. La plaque 128 comporte une ouverture centrale 132 destinée au passage de l'arbre 68 du moteur. Les deux vis supérieures 126 fixent le bras 122 alors que les deux vis inférieures 126 traversent directement la plaque 128 et le rebord 130 sans passer dans le bras 122 (figure 5). Le bras 122 comporte un trou taraudé 134, tangent au collier 108 et logeant la tige filetée 136 d'une vis 138 de butée à réglage fin. Cette tige 136 comporte également un écrou 140 de blocage et une rondelle 142. L'extrémité plate 144 (figure 5) d'une butée 146 est destinée à basculer pour porter sur l'extrémité 137 de la vis 138. l'extrémité intérieure de cette butée est logée dans un trou radial 148 (figure 1) d'un troisième collier fendu 150 semblable aux premier et deuxième colliers 108 et 114 et fixé, comme les précédents, au moyen de vis sur l'arbre 68 plutôt que sur le bras évidé 56. il est donc possible d'effectuer un réglage d'approche entre l'arbre 68 et le bras 56 et de déplacer les mâchoires 94 et 96 en desserrant les vis de blocage du troisième collier 150, en faisant tourner ce dernier dans la position voulue puis en resserrant les vis de blocage. le réglage fin est ensuite réalisé par desserrage de l'écrou 140 (figure 5) puis par rotation de la vis 138 de manière que son extrémité intérieure 137 avance ou recule et que la position dans laquelle l'extrémité plate 144 de la butée 46 porte sur cette extrémité 137 varie. L'écrou 140 est ensuite resserré pour verrouiller la vis 138 dans sa position réglée. Un roulement à aiguilles 152, travaillant en butée et monté sur le bras évidé 56, est protégé contre les chocs par un anneau ou une rondelle 154 d'élastomère (figure 3). L'extrémité supérieure ou extérieure de la plaque 138 comporte un bras 156 orienté vers le haut (figures 1, 2, 4 et 5)/ dont un trou 158 permet le passage de l'extrémité filetée 160 de faible diamètre, d'une tige 162 de guidage qu'un écrou 164 verrouille sur ce bras 156. les supports arrière 44 et avant 50 (figure 1)comportent des trous coaxiaux à la tige 162, logeant des paliers 166 et 168 sur lesquels cette tige 162 coulisse. l'extrémité extérieure 170 de cette dernière est libre. Un bras réglable 172 de positionnement est monté par une ouverture 174 sur le manchon 38 (figure S), entre la tête 16 et le support 50. Une vis 176 de blocage passe dans une extrémité supérieure et fendue de ce bras 172 et entre en prise avec un côté de la partie fendue 178 pour verrouiller le bras dans sa position réglée. L'extrémité du bras 172 opposée à l'extrémité fendue comporte un trou 180 qui loge étroitement la tige d'une goupille épaulée et pointue 182 de positionnement. Le support avant ou fixe 50 comporte un trou taraudé 184 (figure 2) qui loge l'extrémité avant et filetée correspondante 186, de diamètre réduit, du cylindre 188 d'un moteur pneumatique et alternatif 190 d'extension renfermant une tête de piston (non représentée) située à l'extrémité arrière d'une tige 192. Les extrémités avant et arrière du cylindre 188 sont percées et taraudées pour loger des raccords 194 et 196 destinés au montage de conduites d'admission et de décharge d'air comprimé permettant les mouvements alternatifs du piston et de sa tige 192. L'extrémité avant 198 de la tige 192 (figures 1, 2 et 7) est filetée et comporte des écrous 200 de blocage. Elle passe librement dans un trou 202 légèrement surdimensionné et avec lequel elle délimite un jeu permettant de compenser tout léger mauvais alignement. Cette fixation comprend également une bague 204 ainsi disposée entre la tige 192 et une barre 206 d'entraînement assurant la transmission de la force de la tige 192 du-pis- ton au bras évidé 56. L'extrémité inférieure de cette barre 206 comporte un trou 208 qui loge un palier anti-friction 210, par exemple un roulement à aiguilles, dans lequel tourne le bras évidé 56. De part et d'autre de cette barre 206, des butées antifriction 212 sont montées sur le bras 56 et maintenues en position par des bagues fendues 214 d'arrêt (figure 6) dont l'espace délimité entre les parties fendues de chacune d'entre elles est traversé par une via 216 de blocage orientée suivant une corde. L'extrémité avant du bras évidé 56, située légèrement en arrière de la mâchoire fixe 96, comporte un trou transversal 218 (figure 2). La tige 60 comporte une encoche longitudinale 220 alignée sur ce trou 218 et logeant une goupille 222 oui relie X as évidé 56 et cette tige 6ù touz en permettant un mouvement longitudinal entre ces deux éléments au cours des mouvements dtouverture et de fermeture de la mâchoire mobile 94 par rapport à la mâchoire fixe 96. Une encoche allongée 224 du tronçon avant du bras évidé 56 débouche sur la tige 60, au-dessus de la goupille transversale 222 . L'extrémité avant de cette tige 60 comporte un trou borgne et taraudé 226 destiné à la fixation de la m choire 94. Avant d'être mis en oeuvre, le dispositif 10 selon l'invention doit être installé à l'emplacement voulu par rapport à un poste d'alimentation en pièces à usiner (non représentées) et par rapport à la machine qu'il alimente, par exemple par le montage de l'alésage 14 de la tête 16 sur le support 12 et par son verrouillage sur ce dernier au moyen de la vis inférieure 28 (figure 1). Il est également supposé que le dispositif 10 a été réglé en fonction des mouvements qu'il doit effectuer pour transporter les pièces, notamment la rotation nécessaire à ltintroduc- tion de la pièce dans la machine desservie par le dispositif et à son retrait de cette machine. Les opérations de réglage ont été décrites précédemment. il est également supposé que les raccords 75 et 77 du moteur rotatif 70, les raccords 90 et 92 du moteur alternatif 88 de commande des mâchoires, et les raccords 194 et 196 du moteur alternatif 190 d1extension ont été reliés à une source d'air comprimé par un circuit classique et convenable de commande comportant des distributeurs déclenchés en temps opportun (non représentés) I1 est également supposé que le support 12 est conçu et disposé de manière à s'élever, s'abaisser et pivoter latéralement en temps opportun. Enfin, la barre 206 d'entraînement est en position de retrait, ctest-à-dire à'proximité du support avant et fixe 50. Pour mettre en oeuvre le dispositif 10 selon l'inven- tion, l'opérateur, après s'être assuré qu t une quantité convenable de pièces à traiter est placée à portée du dispositif, met en marche ce dernier au moyen du circuit de commande. Ce dernier fait pivoter le support mobile 12 pour l'amener au dessus du poste d'alimentation en pièces, par exemple au-dessus et d'un transporteur1 le fait descendre pour que les machoi.res 94 et 96, à présent ouvertes, entourent une pièce à usiner. L'air comprimé est ensuite introduit par le raccord 90 dans le moteur alternatif 88 de commande des mâchoires et, simultanément, l'air s'échappe par le raccord 92 de manière que la tige 64 et la tige 60 qui lui est reliée soient ramenées vers la gauche(figures 1, 2 et 3) pour provoquer la fermeture des machoires 94 et 96 sur une pièce à usiner. le circuit de commande provoque ensuite l'élévation du support mobile 12 et sa rotation pour faire pivoter le bras évidé 56, supportant les machoires fermées 94 et 96 et la pièce, dans la zone d'usinage de la machine desservie. Au cours de ce mouvement, l'air comprimé est communiqué, par l'un des raccords 75 et 77, au moteur rotatif 70 alors que l'autre de ces raccords permet le passage de l'air de décharge afin que le bras évidé tourne et fasse pivoter les machoires 94 et 96, serrant la pièce, dans la position voulue pour l'usinage. Cette opération staccompa- gne d'un mouvement d'extension au cours duquel la pièce et les mâchoires 94 et 96 s'éloignent suffisamment du support mobile 12 pour entrer dans la zone d'usinage de la machine.Pour effectuer ce mouvement, des distributeurs du circuit de commande appliquent l'air comprimé au raccord 194 du moteur alternatif 190 alors que le raccord 196 permet la décharge de l'air. il en résulte un mouvement vers ltextérieur et vers la droite de la barre 206 d'entraînement (figure 1) qui, de as position de retrait dans laquelle elle se trouve à proximité du support avant et fixe 50, gagne une position d'extension (figure 1) par suite de l'avance de la tige 192 du piston. tes mâchoires 94 et 96 et la pièce sont ainsi amenées dans la zone d'usinage de la machine. S'il est demandé au circuit de commande de faire pivo- ter le bras évidé 56 et les mâchoires 94 et 96 à ce moment, l'air comprimé est appliqué à l'un des raccords 77 et 75 du moteur rotatif 70 alors que l'autre de ces raccords permet la décharge de ltair > de manière que la palette 72 fasse tourner le bras évidé 56 dans le sens convenable et que les machoires 94 et 96 de la pièce pivotent ainsi en position d'usinage.Le circuit de commande fait ensuite descendre le support mobile 12 en position d'usinage de la pièce, puis il commande l'application de l'air comprimé au raccord 92 et la décharge de l'air par le raccord 90 de manière que le moteur alternatif 88 provoque un déplacement vers l'extérieur, ctest-à-dire vers la droite, des tiges 64 et 60 et que la mâchoire 94 s'éloigne ainsi de la mSchoire 96 et libère la pièce. Le circuit de commande provoque ensuite la remontée du support mobile 12 et, simultanément ou immédiatement après, le pivotement du bras évidé 56 et des mâchoires 94 et 96, à présent ouvertes, hors de la position d'usinage. Ces derniers éléments sont ainsi ramenés au-dessus de la pièce suivante à usiner et la séquence dtopérations décrite ci-dessus se répète indéfiniment. Pendant ce temps, un autre dispositif 10, situé à proximité du premier dispositif décrit et fonctionnant de manière semblable, retire la pièce de la machine lorsque l'opération dTusi nage est terminée, afin de permettre la mise en place de la pièce suivante dans la zone d'usinage de la machine desservie. les supports arrière 44 et avant 50, orientés vers le haut, et le manchon 38 monté sur la tête 16 restent fixes lorsque le moteur alternatif 190 est mis en oeuvre pour que sa tige 192 de piston déplace la barre 206 d'entraînement et le bras évidé 56 vers la droite, en position dtouverture des mâchoires (figures 1, 2 et 3). Simultanément (figure 3), le bras 56 tire le moteur rotatif 70 vers la droite par sa liaison avec ce dernier au moyen de la clavette 100 du mécanisme 95 d'accouplement. le moteur rotatif 70 peut ainsi être mis en oeuvre pour faire tourner le bras évidé 56. Lorsque ce moteur 70 est ainsi déplacé vers lroite, il entraîne avec lui le moteur pneumatique 88 de commande des mâchoires. Simultanément, la plaque 128 èt le bras 156 supportant le moteur 70 provoquent un déplacement vers la droite de la tige 162 de guidage dans ses bagues 166 et 168. Su cours du mouvement inverse, le moteur 190 ramène sa tige 192 de piston vers la gauche, provoque la fermeture desmachoires 94 et 96 sur vers la gaucne une pièce et, simultanément, ramène le bras évidé 56, le mécanis- me 95 d'accouplement, le moteur rotatif 70, le moteur alternatif 88 de commande des machoires,la plaque 128, le bras 156 et la tige 162 de guidage. il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. RE-VE'ICATI0NS I.Dispositif de manipulation d'une pièce par extension et pivotement, ce dispositif, monté sur un support rotatif et mobile verticalement, étant caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble orienté vers le haut, conçu pour être monté sur le support et suivre ses mouvements, et comprenant des paliers parallèles et horizontaux, espacés verticalement, inférieur et supérieur de guidage, un élément allongé de guidage comportant un premier tronçon qui coulisse dans le palier supérieur et un second tronçon dépassant latéralement, un bras évidé et allongé coulissant et tournant dans le palier inférieur, le dispositif comportant également un moteur rotatif monté sur le second tronçon de Itélément de guidage et comprenant un élément rotatif de sortie relié par un mécanisme d'accouplement audit bras, un moteur alternatif de commande de mâchoires étant monté à proximité du moteur rotatif et comportant un élément de sortie qui exécute un mouvement alternatif et qui dépasse de ce moteur pour se loger dans le bras évidé et atteindre l'extrémité extérieure de ce dernier, une première mâchoire étant montée sur ledit bras, à proximité de son extrémité extérieure et une seconde mâchoire étant montée sur ltélément de sortie exécutant un mouvement alternatif, à proximité de la première machoire, un moteur alternatif de commande du bras étant monté sur ledit ensemble et comportant un élément de sortie qui exécute un mouvement alternatif et qui dépasse de ce moteur parallèlement audit élément de guidage, des organes reliant le dernier élément de sortie cité au bras pour que ce dernier suive les mouvements alternatifs de ce dernier élément de sortie. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble comprend une tête comportant un élément tubulaire et horizontal, le palier supérieur comprenant deux sup- ports parallèles et espacés, orientés vers le haut, présentant des trous alignés sur un axe parallèle à l'axe dudit élément tubulaire et dans lesquels l'élément de guidage coulisse. 3. Dispositif selon la revendication t, caractérise en ce que l'élément rotatif de sortie est évidé, en ce que le moteur alternatif de commande des mâchoires est monté en arrière du moteur rotatif, 11 élément de sortie de ce moteur de commande des mâchoires étant disposé entre son moteur et l'élément rotatif et évidé de sortie. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de liaison, destinés à transmettre un mouvement alternatif au bras, comprennent une barre d'entraînement fixée à ltélément de sortie du moteur de commande des mâchoires et situé à proximité dudit bras, ces organes comprenant également des butées espacées axialement sur le bras, de part et d'autre de la barre d'entraînement. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que des paliers de butée sont disposés entre les butées et la barre d'entraînement. 6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moteur alternatif de commande du bras est monté sur au moins l'un des supports parallèles et espacés. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moteurs alternatifs sont commandés par fluide. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme d1accouplement comprend un raccord réglable circonférentiellement et monté entre l'élément rotatif de sortie et le bras. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le raccord réglable circonférentiellement comprend une butée radiale reliée au bras et un élément espacé circonférentiellement, coopérant avec cette butée et relié au second tronçon de l'élément de guidage. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément espacé circonférentiellement et coopérant avec la butée comprend unmécanisme à vis de butée et à réglage indisposé entre le second tronçon de ltélément de guidage et la butée radiale.