Brevet FR2386473A1 — publié le 19781103

La présente invention concerne un procédé pour la manipulation de charges, et un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. On sait que ltelevation et le transport de charges demandant a autre manipulées avec ménagement et précision, par exemple en raison de la aélricatesse des objets à manipuler, ce qui arrive dans le cas des bobines de fil (qui doivent, par exemple, être prises d'une machine de traitement et amenées à une autre machine , ou bien prises d'un dépôt et montées sur des moyens de travail faisant partie d'une machine de traitement determinée, etc..), posent dea problèmes concernant appareil destiné à effectuer ces manipulations, appareil qui ne donne souvent pas des garanties entièrement satisfaisantes quant à la façon la meilleure de manipuler les charges sans en endommager les constituants. Dans le domaine des machines textiles, qui vient d'être mentionné, la manipulation des charges à transporter est, dans certains cas, effectuée directement par les opérateurs, ce qui présente des inconvénients-dûs-au temps nécessaire pour accomplir ces manipulations et à la fatigue qu'elles causent au personnel affecté à ce travail. Dans le domaine des machines-outils, le chargement et le déchargement de pièces lourdes desdites machines, sur lesquelles ces pièces doivent être mises en place avec précision et sans chocs, constituent un autre des problèmes que la présente invention vise à résoudre. Ainsi, l'invention a po;ur- but d'obvier notamment à tous les inconvénients ci-dessus. Blleconcerne, à cette fin, un procédé de manipulation de charges, tout spécialement de charges constituées par des objets délicats, tels que les corps de bobines sur lesquels sont enroulés des fils à l'usage de l'insdustrie textile, caractérisé en ce qu'on utilise la variation du couple moteur fourni par un moteur électrique alimenté en courant alternatif, ou préférablement, en courant continu, en vue d'adapter de préférence de manière automatique la;; valeur dudit couple à la valeur du poids de la charge à manipuler, notamment à élever, de sorte que ladite charge, attachée à des moyens de prise et de suspension correspondants, qui sont asservis au couple moteur précité, est élevée et équilibrée dans la position désirée par l'opérateur, lequel peut ainsi diriger la charge sans autres efforts demandés en dehors de celui qui est nécessaire pour diriger et amener à destination la charge précitée. le procédé et l'appareil selon l'invention peuvent comporter de nombreuses variantes de réalisation,- surtout en c e qui concerne l'appareil destiné à mettre en oeuvre le procédé. Cet appareil, qui peut être associé à un chariot auxiliaire ou adjoint à la machine de traitement à laquelle les charges manipulées sont à livrer, ou qui peut coopérer avec des rails ou, de toute façon, avec des organes de support fixés au sol, au plafond ou ailleurs dans le lieu où se fait la manipulation des charges, est caractérisé suivant l'invention en ce qu'il comporte : un moteur alimenté préférablement en courant continu, à aimants permanents, un éventuel réducteur mécanique de vitesse relié audit moteur, ce réducteur servant dans ce cas de multiplicateur de couple, un dispositif de variation du couple d'entrainement sortant du moteur électrique, un dispositif de réglage et de commande, puur la variation du couple moteur, ainsi que des moyens appropriés de prise et de support, ou de suspension de la charge, lesquels sont asservis audit couple moteur, ce couple exerçant son propre effet de compensation de poids et d'équilibrage sur lesdits moyens de-suspension lorsque ceux-ci reçoivent la charge considérée, cette charge demeurant, ainsi élevée et équilibrée, dans la position voulue, et pouvant par suite être dirigée sans que l'opérateur ait à faire d'autres efforts en dehors de celui qui est nécessaire uniquement pour diriger et pour amener à destination ladite charge. Selon un mode préféré de mise en oeuvre de l'appareil pour la manipulation de charge conforme à l'invention, cet appareil comporte, en outre, un dispositif de détection et de eontrle automatique de la charge à manipuler, de telle façon qu'une fois le couple moteur d'équilibrage réglé pour une charge donnée, ce confie se maintient constant en fonction de l'application de charges ultérieures de meme poids que la charge donnée sus-mentionnée, la commande du moteur, et par suite ltobtention du couple moteur désiré, ayant lieu au moment où la charge est attachée aux moyens de suspension, tandis que ledit moteur starr8te dès que la charge est détachée desdits moyens de suspension D'autres particularités et avantages de l'invention apparaî- tront au eours de la descrip;tion qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif. Sur les dessins la figure 1 est une vue schématique d'un appareil selon l'invention, destiné à la manipulation de charges pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention ; La figure 2 est une vue schématique dudit appareil, celui-ci étant monté sur un chariot établi pour se déplacer le long d'une ligne de machines textiles, servies par ce cha riot. En se référant aux dessins et d'abord à la figure 1, on voit un appareil k mettant en oeuvre le procédé selon ltinvention pour la manipulation de- charges, qui comprend : un moteur 3, préférable ment alimenté en courant continu, à aimants permanents, un réducteur mécanique de vitesse C, relié audit moteur, un pignon D relié audit réducteur, c e pignon engrenant avec une courroie crantée 10 qui coopère à sa partie inférieure avec une poulie de renvoi 12 dont l'axe 14 est fixé à un étier 16 que porte à sa partie inférieure un montant vertical 18 à la partie supérieure duquel estassuré un étrier 20 de retenue de l'arbre- 22 dudit pignon D, des moyens de suspension P pour la manipulation de la charge G, qui s'étendent d'une base 24 solidaire d'un brin 26 de la courroie 10, cette courroie portant, solidaire de son brin 30, un contrepoids 28, de telle façon que, en substance, en 1' absence de la charge G, le poids des moyens de suspens ion F soit compensé et ces moyens soient équilibrés, de maniere a se maintenir arreté dans la position qui leur est conférée par l'opérateur, un dispositif H de réglage et de commande destiné à permettre la variation du couple moteur sortant du moteur 3, et arrivant par suite à l'arbre du pignon D, ce dispositif étant epportunément relié électriquement à un dispo sitif dalimentation M (dit "feeder"), lequel rend possible une variation eontinue-de la valeur dudit couple moteur, ainsi qu'un dispositif N destiné à déteeter et eontrtler automatiquement la valeur du poids de la charge G à manipuler, ce dispositif étant relié électriquement au dispositif d'alimentation M. Le moteur B est relié éleetriquement au dispositif M par un conducteur 32, tandis que 34, 36 désignent respectivement un conducteur d'entrée reliant le dispositif H au dispositif nfeeder" M, et le conducteur de sortie relié audit dispositif E. Avec 38, 40 sont respectivement désignés le conducteurd'entrée reliant le dispositif N au dispositif M et le conducteur de sortie. Comme on le voit, les moyens de suspension sont, dans le cas illustré, constitués par un bras en pantographe 42 dont les extrémités 44, 46 des éléments initiaux sont montés sur une base- 24, celle-ci étant elle-meme montée à coulisse sur un montant 18. l'extrémité de suspension 48 du bras 42 comporte une pince de serrage 50 qui est sensible au poids de la charge S. Un élément terminal 52 du bras 42 coopère avec une tige 54 articulée en 56 surs l'élément 52, tandis qu'entre cet élément et la tige 54 se trouve placé un ressort 58 qui est plus ou moins comprimé suivant que le poids de la charge G est plus ou moins important, lfensemble des éléments qu'on vient de mentionner constituant une balance dyna sensible mométrique/au poids de ladite charge G.La tige 54 coopère avec le dispositif N de détection et de eontrle du pids de la charge G, l'extrémité 60 de ladite tige étant susceptible de se déplacer dans un sens et dans l'autre, suivant la double flèche 62, en fonction du poids de la charge retenue par la pince 50. Bien que dans l'exemple illustré, donné à titre purement in dioatif, l'appareil k soit du type fixe, (le montant 18 reposant sur l'embase 64), il pourrait être, ainsi qu'on l'a déjà dit, un appareil mobile, comme cela arrive dans la plupart des eas, et comme cela est illustré à titre d'exemple à la figure 2, où 11ap- pareil en question est associé à un chariot, ce qui ne change en rien le fonctionnement et des performances dudit appareil D'après ce qu'on vient d'exposer, l'usage et les performances de l'appareil A, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention de manipulation de charges, sont facilement compréhensibles et peuvent se résumer comme suit. Il est supposé que l'appareil A doit manipuler des charges G,- constituées par des objets délicats, par exemple des bobines de fil devant & re prises à un poste et amenées à un autre, cette manipulation étant exécutée par ledit appareil d'une façon rapide et sans causer de la fatigue à 11 opérateur. Lorsque la pince 50 est vide, le moteur B e-st arr8té. enfin de pouvoir manipuler une charge G, l'opérateur amène le bras en pantographe 42 en-regard du point où se trouve la bobine G à manipuler, en faisant, par exemple, coulisser vers le bas la base 24, et ce sans- exercer aucun effort appréciable, du fait que les moyens F étant contre-balancés sont équilibrée (position en traits pleins du bras 42). L'opérateur engage alors la pince 50 dans l'orifice correspondant de la bobine, qui se trouveen position basse G1,cette bobine ayant un poids déterminé.Dès que la pince a saisi la bobine G, une impulsion est envoyée au moteur M, lequel étant mis en marche provoque la-rotation dans le sens de la flèche X, du pignon, le couple fourni par le moteur étant d'une valeur qui correspond exactement à la valeur du poids de la charge G appliquée au bras 42. Sn effet, le dispositif N ayant détecté et contrôlé le poids susmentionné, a envoyé l'information correspondante au dispositif d'alimentation ou "feeder" M lequel de son côté, a envoyé au moteur B le signal qui a permis d'obtenir le couple moteur désiré dtequilibrage et de compensation du poids appliqué. Dans ces conditions, l'appareil A est actionné de façon que le bras 42 retienne la charge G équilibrée par le couple moteur sortant du moteur B. L'opérateur ne doit alors- que diriger et adres ser la charge G vers le point où cette charge est à déposer, par exemple, dans le cas d'une bobine de fil, sur le support de la ma chine textile devant effectuer sur cette bobine des traitements ultérieurs, nul autre effort n'étant demandé à l'opérateur, pour l'élévation ou, de toute façon, le déplacement de la charge, en dehors de celui qui est nécessaire pour diriger ladite charge, par exemple en allongeant ou déployant le bras en pantographe 42 puise en faisant descendre ou remonter ce bras, en vue d'amener la bobine en regard du point où elle doit; être déposée.En pratique, l'appareil k permet de servomécaniser la manipulation directe de la charge effectuée par ltopérateur, sans avoir recours à des machines de levage et de transport, tels que %Lans, treuils et analogues, qui soustraient complètement la charge à la manipulation directe, con tôlée de l'opérateur. Une fois la charge G amenée en regardai point où elle doit être laehée par l'appareil, l'opérateur agit sur la pince 50 qui se dégage d'avec la charge. Dès que le bras 42 est allégé de la charge G, le motet E reçoit l'information de ce nouvel état du bras et starrête à l'ins- tant, c e qui fait que le couple moteur s'annule. A ce moment, le bras 42 est prit à recevoir une nouvelle charge G qui peut être de même poids que la précédente ou d'un poids différent. Si le poids est le même que celui de la bobine ayant été déchargée, lorsque la nouvelle bobine est accrochée au bras 42, le moteur B étant mis en faction, délivre le même couple moteur d'équilibrage que celui qu'il avait délivré pnur équilibrer et compenser le poids de la bobine précédente. On répète alors ltopération de manipulation susdécrite., la valeur du poids étant détectée et contrôlée par le dispositif N. Par contre, Si le poids de la nouvelle charge G attachez au bras 42 est différent du poids de la charge précédente, le dispositif N envoie ltinformation de la valeur du poids actuel au dispositif nfeedern M, tandis que le dispositif H envoie au dispositif M linformation de la valeur du nouveau couple moteur nécessaire pour équilibrer le nouveau poids. En pratique, tandis que la valeur nouvelle du poids est enregistrée et mémorisée, la valeur du couple moteur fourni par le moteur P varie en conséquence. Il est évident que si la valeur nouvelle du poids est moins importante, la variation sera négative, tandis que Si la valeur du poids est plus importante que la précédente, la variation du couple sera positive. Dans tous les cas, la valeur du couple moteur s'adapte à- la valeur du poids de la charge attachée à l'appareil de manipulation par I1 entremise des moyens de suspension F. En se référant à la figure 2, on voit que l'appareil 1, réduit ici, pour des raisons de simplicité, aux montants 18, base coulissante 24 et moyens F de suspension de la charge G (toujours une bobine de fil), mais qui comporte, bien entendu, tous les autres organes électromécaniques illustrés à la figure 1, est adjoint à un chariot P qui peut se déplacer, moyennant des roues 64, sur des ras ou même simplement, sur le sol d'un local où les machines tectiles 66, 68 se trouvent placées.La référence 70 désigne l'ensem- ble assurant le mouvement et le guidage du chariot, celui-ci pouvant se déplacer pas à pas en vue d'occuper des positions successives préétablies permettant d'effectuer les manipulations des charges attachées à appareil A. Puisque dans ce cas, comme déjà dit, lwap- pareil de manipulation de charges est monté entièrement à bord du chariot P, le moteur à courant continu B doit être alimenté par une batterie électrique placée elle-même sur ce chariot. le fonctionnement de 11 appareil k de la figure 2 est le mEme que dans le cas de 11 appareil fixe décrit en référence à la figure 1. I3ns le cas de la figure 2, il est supposé que le bras 42 est destiné à charger, par exemple, des bobines G qui sont prises d'un côté du chariot et déchargées de 11 autre enté, afin de les liuer à la machine 68, et ce moyennant l'actionnement direct du bras 42 par l'opérateur, qui agit sur ce bras de manière a le déployer, le rétraeter, et le faire tourner autour dela base 24, en vue de réaliser la manipulation désirée. Il y a lieu de noter que puisque c1 est l'opérateur lui-meme qui manipule directement la charge, 11 existence dtun panneau à boutons-pressoirs, ou commandes analogues, n'est pas nécessaire. Il est évident que dans le cas du chariot P, qui est susceptible de se déplacer par lui-mêmey il est possible que ce chariot soit chargé avec un certain nombre de pièces à manipuler, le char- gement et le déchargement.de ces pièces ayant lieu au moyen de l'appareil selon lf invention. Il faut également noter que les moyens de suspension F ainsi que les moyens auxquels ceux-ei sont assujettis, elest-à-dire dans les exemples illustrées, le montant 18 et la base 24, peuvent être de tous types et structure convenables. ainsi, par exemple, le bras peut être un bras en livre, en accordéon, ou télescopique. De meme qu'il peut être prévu entre le montant 18 et la base 24, un système -d'accouplement eapable de permettre au bras extensible de tourner1 non seulement autour de l'axe du montant, mais aussi autour dates perpendiculaires à celui dudit montant. l'appareil selon l'invention peut être utilisé pour le triage et le contrôle des bobines, auquel cas la broche de support de la charge est rendue non seulement flexible, mais aussi orientable, ce qui permet de maintenir en équilibre, à un niveau désiré, le produit textile ou bobine porté par le bras, bobine qu'on peut alors faire tourner autour de son propre axe en vue du contrle. 11 invention n1 est pas limitée aux exemples décrits et peut comporter de nombreuses variantes d'exécution. EE7ENDICkTI ONS 1. Procédé de manipulation de charges, tout spécialement de charges demandant d-'être manipulées ou transportées avec délicatesse, précision et sans effort~, telles par exemple les bobines de fil à ltusage de l'industrie textile, caractérisé encre qu'on utilise la variation du couple moteur fourni par un moteur électrique, en vue d'adapter, préférablement d'une manière automatique, la valeur de ce couple à la valeur du poids de la charge à manipuler, notamment à élever, de sorte que ladite charge, attachée à des moyens de prise et de suspension correspondants, qui sont asservis audit eouple-moteur, est élevée et équilibrée dans la position désirée par l'opérateur, lequel peut ainsi diriger cette charge sans faire aucun effort autre que celui qui est nécessaire pour diriger et amener à destination la- charge précitée. 2. Procédé de manipulation de charges selon la revendieation 1, caractérisé en ce qu'on met à profit l'action dtun moteur électrique à couple variable, d'un réducteur de vitesse ou multiplicateur de couple, et d'un appareil électrique ou électronique capable de faire varier en continu le couple délivré par le moteur. 3. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications i et 2, caractérisé en ce que, compte tenu du fait que cet appareil peut & re associé à un chariot auxiliaire ou à une machine de traitement à laquelle les charges à manipuler sont à livrer ou de laquelle ces charges doivent être retirées, ou encore qu'il peut coopérer avec dès rails ou, de toute façon, avec des organes de support fixés au sol, au plafond ou en tout autre en dudit d'un local où la manipulation des charges a lieu, cet appareil comporte :: u4ioteur électrique, alimenté préférablement en courant continu, à aimants permanents, un éventuel réducteur mécanique de vitesse relié audit moteur, un dispositif assurant la variation du couple moteur sortant du moteur électrique, un dispositif de réglage et de commande pour la variation du couple moteur, ainsi que des moyens appropriés de suspension de la charge, qui sont asservis audit couple moteur, l'effet de compensation de poids et d'équilibrage desdits moyens de suspension étant exercé par ledit couple moteur au moment où ces moyens reçoivent la charge considérée, cette charge demeurant ainsi soulevée et équilibrée, dans la position désirée, et pouvant par suite etre dirigée par l'opérateur sans demander d'autre effort à celui-ci en dehors de l'effort qui est nécessaire à la seule orientation et à la seule amenée à destination de la charge considérée. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de détection et de contrôle automatique du poids de la charge à manipuler, de telle façon qu'une fois le couple moteur d'équilibrage enregistré pour un poids déterminé, ce couple reste constant en fonction de l'application de charges ultérieures ayant le m8me poids aue la charge précitée, la commande du moteur à courant continu, et par suite l'obtention du couple moteur désiré , pouvant avoir lieu au moment où la charge est attachée aux moyens de suspension, ledit moteur s'arrentant des que la charge est détachée desdits moyens de suspension, 5.Appareil selon la revendication 3, c aractérisé en ee que le moteur électrique, le dispositif de détection et de contr8le de la valeur du poids de la charge à manipuler et le dispositif de contrôle pour la variation du couple moteur, sont reliés à un dispositif d'alimentation d'une manière qui rend possible une variation continue du couple moteur. 6. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce qulil peut être alimenté à partir du réseau de distribution, ou bien par batterie électrique. 7. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en eue que les moyens de suspension de la charge à manipuler sont constitués par des bras extensibles s'étendant d'unewbase, coulisseau, ou analogue, reliée à une courroie crantée, ou ehaSne, engrenant avec un pignon qui est relié à un moteur à courant continu, ladite base étant établie pour coulisser sur un montant correspondant, et ltensemble base-bras extensible étant équilibré parua contrepoids. 8. Appareilselon la revendication 3, caractérisé en ce que la base ou coulisseau portant le bras extensible est établie de telle façon qutil permette aussi au bras de tourner autour de l1axe du montantet/ou autour d'axes perpendiculaires à celui du montant 9. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bras extensible comporte une balance dynamométrique pour per mettre dlestimer le poids de la charge attachée au bras, et de transmettre 11 information correspondante au dispositif de détection et de contrle du poids. 10. Appareil selon l'une des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que cet appareil est utilisé pour le triage et le contrôle de bobines de fil, la broche support de la charge étant alors rendue flexible et non seulement orientable, ce qui permet de maintenir en équilibre, à un niveau désiré, le produit textile ou bobines suspendues au bras, bobine que l;'on peut faire tourner autour de son propre axe en vue de la contraler. 11. Appareil selon lXune des revendications 3 à 10, caractérisé en c e qu'il est monté sur un chariot, ce chariot portant les moyens dtalimentation du moteur électrique ainsi que les charges devant être manipulées par 11 appareil.