Brevet FR2358247A1 — publié le 19780210

L'invention concerne un dispositif de manutention mécanique comportant un bras de manutention muni d'une pince et des moyens de déplacement dudit bras dans un volume déterminé et modifiable. Il est connu d'utiliser des bras comportant une pince dans la manutention de pieces de fonderie et plus particulièrement pour effectuer le transfert de la pièce chaude du moule ou d'un four à, par exemple, une presse d'estampage pour la suppression des bavures et des jets de fonderie, Selon le poids des pièces, l'appareil utilisé est plus ou moins puissant, mais sa fonction et sa constitution restent les mêmes. Les dispositifs existants sont souvent très élaborés et permettent une infinité d'utilisations. Comme conséquence à cette multiplicité d'emplois, les moyens de déplacement ont e été presque uniquement conçus à partir de I'hydraulique, ce qui entraîne des solutions souvent onéreuses, dues à la nécessaire précision d'usinage des organes à fonctionnement hydraulique. Une solution mécanique est cependant décrite dans le brevet français 2 070 719. Le dispositif comporte trois chariots et une tourelle à rotation complète. Les chariots peuvent être déplacés séparément et respectivement dans trois directions perpendiculaires l'une à l'autre. Les deplacements sont assurés par rotation d'une vis entraînant un écrou fixé au chariot. Le déplacement longitudinal de la pince est obtenu par le déplacement de 11 ensemble chariot porte bras, tourelle de rotation et deuxième chariot de déplacement latéral, ce qui représente la presque totalité de la machine, d'où un poids important nécessitant l'utilisation d'organes moteurs puissants.Les solutions mécaniques avec vis de déplacement ne-sont pas des solutions économiques et peuvent présenter des inconvénients quant à la rapidité de déplacement. En effet, pour atteindre des vitesses suffisantes, les vis doivent être suffisamment rigides et être maintenues par des paliers présentant des caractéristiques mécaniques sérieuses afin de ne pas provoquer de frottements indésirables et une consommation accrue de puissance, ce qui aurait pour conséquence une augmentation inadmissible de la puissance déjà importante des moteurs. Le dispositif de manutention, selon l'invention, vise à obtenir un bras de manutention de faible prix de revient en utilisant des solutions mécaniques simples. La réduction de 1'amplitude des mouvements à certains niveaux de l'appareil a permis la diminution de la puissance des organes moteurs et l'utilisation généralisée des transmissions de mouvement par channe a permis une réduction substantielle du prix de revient sans pour autant avoir des conséquences désagréables sur la précision et la rapidité des- mouvements. Le dispositif de manutention mécanique, selon l'invention, comportant un bras de manutention muni d'une pince et des moyens de déplacement dudit bras dans un volume déterminé et modifiable est remarquable en ce qu'il comporte des moyens de déplacement du bras selon son axe et autour de son axe, des moyens de déplacement limité du bras perpendiculairement à son axe, des moyens de déplacement par rotation dans un plan horizontal des moyens prôcitôs et des moyens de déplacement vertical de l'ensemble des moyens précités Les moyens de dôplacement limité du bras comportent au moins un dispositif de déplacement rectiligne d"un chariot, ledit dispositif portant des moyens permettant son dôplacement sur au moins un guide circulaire solidaire d'un support fixé sur un plateau coopérant avec les moyens de déplacement par rotation dans un plan horizontal. Le dispositif de déplacement rectiligne comporte au moins deux rails parallèles et équidistants par rapport à un diamètre du guide circulaire, maintenus par des moyens comportant des organes de roulement susceptibles de se déplacer le long du guide circulaire sous l'action d'un organe moteurs, et un chariot sur lequel est fixé le bras de manutention, ledit chariot ôtant entratnô le long des rails sous l'action d'un organe moteur. Selon une forme de réalisation, le guide circulaire est constitué d'au moins une couronne portant sur sa surface périphérique extérieure un chemin de roulement susceptible de recevoir les organes de roulement du dispositif de déplacement rectiligne0 1Les moyens de déplacement par rotation dans un plan sont prévus à la partie supérieure d'un btti et comportent une couronne entraSnée en rotation par un organe moteur solidaire dudit bâti, ledit plateau présentant un logement susceptible de recevoir un plateau supportant les moyens de déplacement limités logement dans lequel sont prévus des moyens permettant un déplacement angulaire du plateau pour prépositionnement. Selon une forme de réalisationj les moyens permettant un déplacement angulaire du plateau sont constitués par au moins un organe à déplacement linéaire contrôlable. Les moyens de déplacement vertical comportent un socle sur lequel est fixé le bati supportant les moyens de déplacement par rotation, ledit socle portant au moins trois pieds simultanément réglables en hauteur. Les explications et figures données ci-après à titre d'exemple aideront à la compréhension de l'invention. La figure 1 est une vue de face du dispositif de manutention selon l'invention. La figure 2 est une vue de côté du dispositif de la figure 1. La figure 3 est un détail des moyens de translation du bras. La figure 4 est un schéma d'utilisation du dispositif pour assurer une manutention entre deux appareils. Les figures 1 et 2 sont deux vues du dispositif de manutention mécanique selon un exemple de réalisation de l'invention. Ledit dispositif comporte un bras de manutention 1 et des moyens 2 et 3 pour son déplacement selon son axe et autour de son axe, des moyens 4 de déplacement limité du bras perpendiculairement à son axe, des moyens 5 de déplacement par rotation dans un plan horizontal des ensembles précités 1, 2, 3, 4 et des moyens 6 de déplacement vertical des ensembles précités 1, 2, 3, 4, 5. Les moyens 6 de déplacement vertical sont en partie contenus dans un caisson 7 formant socle. Ce caisson est monté sur roulettes 8 afin de permettre un transfert facile d'une place à une autre. La mise à poste fixe de l'appareil s'obtient par son élévation sur les pieds 9 disposés à l'extrômitô des tiges filetéesfO, Ces tiges filetées servent au déplacement vertical de l'ensemble de l'appareil et sont maintenues dans le caisson par des paliers 11. Des pignons 12 pour chatne faisant office de noix de vis sont entratnôs, par l'intermédiaire de la chaiane 13, par le moteur 14 et permettent le réglage en hauteur simultané des trois pieds. La commande du moteur 14 assure donc deux fonctions la mise à poste fixe du dispositif de manutention en éloignant les roulettes de la surface de roulement, et le prépositionnement du bras en hauteur, avec une course, selon l'exemple de réalisation, de 400 mm environ. Le moteur et, par conséquent, les moyens de déplacement vertical, peuvent dtre commandés manuellement ou automatiquement -à l'aide de dispositifs en soi connus. Sur l'ensemble précédent repose un bâti tube intercalaire 15 dont la partie supérieure ou table 16 porte une partie des moyens 5 de déplacement par rotation. La table 16 sur laquelle se trouve une série de trois galets 17 supporte et assure le mouvement de rotation d'une couronne 18. Cette couronne possède deux saignées, une pour le roulement des galets 17, et l'autre pour le guidage de la chaise 19 entraînée par le moteur de commande 20 fixé à la table 16. Un logement est prévu dans la couronne pour recevoir le plateau 21 sur lequel est fixé l'ensemble des moyens 4 de déplacement limité. Selon une forme de réalisation, le plateau 21 est maintenu dans le logement de manière à pouvoir subir un déplacement angulaire0 Ce déplacement est commandé par un vérin 22 et permet ainsi un prépositionnement précis sur une butée solidaire du bats.Cette disposition assure dans le cycle de travail un mouvement horizontal rotatif dans un angle variable de 45 à 1200. Les moyens 4 de déplacement limité sont constitués du plateau 21 sur lequel sont fixées deux consoles verticales 23 dont une porte le moteur de commande 24. Ces deux consoles supportent également chacune un guide circulaire formant une couronne 25 servant de guidage au dispositif de déplacement rectiligne 26. Le dispositif de déplacement rectiligne 26 comporte dés moyens de guidage rectiligne 27 sur lesquels est placé un chariot 28 susceptible d'entre déplacé d'une extrémité à l'autre par une channe 29 entraînée par un moteur 30.Ce dispositif de déplacement 26 est maintenu diamétralement sur la couronne 25 par des moyens comportant-des organes de roulement par exemple des galets coopérant avec une rainure périphérique du bord de la Couronne0 Le moteur 24 entraine par ltintermediaire de la chatne 30 le dispositif de déplacement rectiligne en rotation dans son plan selon un angle maximum préalablement déterminé par des butées 31. L'angle maximum dont peut tourner le dispositif de translation est évidemment limité, dans le cas de 11 exemple de réalisation représenté, par les consoles 23. Le dispositif de déplacement rectiligne 26 représenté est constitué d'un cadre-support gauche 32, comprenant deux flasques 33 assemblées par les axes excentriques porte galets 34, chacun de ces axes étant porteur de deux galets å rouleaux 33, et d'un cadre support droit 36 identique au précédent. Les deux cadres 32 et 36 sont assemblés transversalement par des rails de guidage 27 servant de chemin de roulement au chariot 28. La simultanéité de la commande des chariots est obtenue par I'entrarnement d'un arbre 37 situé dans le prolongement de l'axe du moteur 30 et allant d'un bout à ltautre du cadre suppott 36. L'accouplement entre le moteur et l'arbre est assuré par un dispositif à friction réglable 38. A chaque extrémité de 11 arbre 37 un pignon de commande 39 transmet, par la chaîne 29 passant sur un pignon de renvoi fixé sur le cadre support 32, un mouvement de translation au chariot 28, le chariot étant arr & é en fin de course par des butées élastiques. Le chariot 28 possède à chaque extrémité un groupe réglable de quatre roulements 40. Chaque paire de roulements est disposée de manier à ce que les axes desdits roulements soient à angle droit afin que la couronne extérieure des roulements viennent reposer sur les deux cotés adjacents des rails de guidage 27. Sur un des chariots 28 sont fixés le support moteur 41 servant à la manoeuvre du bras 1 et le support 42 de l'électro-aimant ou du vérin nécessaire au serrage de la pince. Le bras de préhension 1 comporte : un bras carré 43 coulissant à l'intérieur du chariot 28 et de longueur suffisante pour assurer un déplacement longitudinal voulu ; et une pince 44. Selon une forme de réalisation, le mouvement du bras est obtenu par les moyens ci-après décrits et montrés figure 3 : sur une des faces du carré du bras, une chaste 45 de commande est fixée rigidement du coté de la pince 44 et par tendeur à l'autre extrémité et enveloppe, à l'aide de deux pignons 46, le pignon moteur 47 fixé sur l'axe du moteur 48. Selon le sens de rotation du moteur 48, le bras est entraîné dans un sens ou dans l'autre Sur l'autre face du carré, une chaste 49 va à la pince 44. Cette channe est fixée rigidement, à l'extrémité opposée, à la pince et contourne trois pignons libres en rotation dont deux 50 et 51 sont maintenus sur le support d'électro-aimant 42 et le troisième 52 par l'élément mobile de l'électro-aimant 53. Le pignon 52, selon la position de ltélément mobile, exerce ou non une traction sur la channe qui commande la pince 44 par l'intermédiaire de biellettes (non représentées sur les figures). Les divers déplacements sont programmés en logique séquentielle et le positionnement est contrôlé par détecteurs de proximité0 I1 est aisément concevable que ces détecteurs peuvent être remplacés par tout détecteur permettant d'envoyer un signal de commande afin d'arrêter un déplacement etfou de déclencher la suite du programme. Selon un exemple d'utilisation du dispositif de manutention mécanique, celui ci est destiné au déchargement d'une presse å mouler par injection vers une presse ou une machine à usiner L.a figure 4 montre en plan quelques uns des mouvements que doit, dans ce cas, exécuter le bras de manutention. Le dispositif est disposé sensiblement à l'intersection des axes de manutention des pièces entre la presse à mouler 54 et la presse d'usinage 55o La position d'attente du bras correspond à la position rentrée, ctest-à-dire, la pince 44 proche du chariot de translation 28, la pince ôtant dans le plan vertical. La pince est amenée en position sur la pièce à saisir par un mouvement longitudinal du bras dans le sens B, par ouverture de la pince et par un déplacement du bras parallélement à lui-même dans le sens D, la pince est refermée, le bras déplacé transversalement dans le sens C et longitudinalement dans le sens A. L'ensemble du dispositif de déplacement limité 4 subit alors un mouvement de rotation horizontal pour venir se placer devant la presse d'usinage 55 (en traits interrompus). L'alimentation de cette presse nécessite une-présentation de la pièce dans le plan horizontal, manoeuvre qui est effectuée par rotation dans le sens de la flèche G du dispositif de déplacement rectiligne du chariot. La pince s'ouvre pour libérer la pièce et effectue des mouvements en sens inverse aboutissant à la position d'attente pince 44 contre chariot 28. il va sans dire que les divers mouvement s sont synchronisés sur les cadences de la presse de moulage et de la presse d'usinage. REVENDICATIONS : 1. Dispositif de manutention mécanique comportant un bras de manutention muni dtune pince et des moyens de déplacement dudit bras dans un volume déterminé et modifiable caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de déplacement du bras selon son axe et autour de son axe, des moyens de déplacement limité du bras perpendiculairement à son axe, des moyens de déplacement par rotation dans un plan horizontal des moyens précités et des moyens de déplacement vertical de l'ensemble des moyens précités. 2. Dispositif de manutention mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de déplacement limité du bras comportent au moins un dispositif de déplacement rectiligne d'un~chariot, ledit dispositif portant des moyens permettant son déplacement sur au moins un guide circulaire solidaire d'un support fixé sur un plateau coopérant avec les moyens de déplacement par rotation dans un plan horizontal. 3. Dispositif de manutention mécanique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de déplacement rectiligne comporte au moins deux rails parallèles et équidistants par rapport à un diamètre du guide circulaire, maintenus par des moyens comportant des organes de roulement susceptibles de se déplacer le long du guide circulaire sous l'action d'un organe moteur, et un chariot sur lequel est fixé le bras de manutention, ledit chariot étant entraîné le long des rails sous l'action d'un organe moteur. 4. Dispositif de manutention mécanique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le guide circulaire est constitué d' au moins une couronne portant sur sa surface périphérique extérieure un chemin de roulement susceptible de recevoir les organes de roulement du dispositif de déplacement rectiligne. 5. Dispositif de manutention mécanique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de déplacement par rotation dans un plan sont prévus à la partie supérieure d'un bâti et comportent une couronne entrainée en rotation par un organe moteur solidaire dudit asti, ledit plateau présentant un logement susceptible de recevoir un plateau supportant les moyens de déplacement limité, logement dans lequel sont prévus des moyens permettant un déplacement angulaire du plateau pour prépositionnement. 6. Dispositif de manutention mécanique selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens permettant un déplacement angulaire du plateau sont constitués par au moins un organe à déplacement linéaire contrôlablev 7. Dispositif de manutention mécanique selon ltune des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de déplacement vertical comportent un socle sur lequel est fixé le bâti supportant les moyens de déplacement par rotation, ledit socle portant au moins trois pieds simultanément réglables en hauteur.