Brevet FR2403873A1 — publié le 19790420

L'invention est relative à un porte-outil comportant une table deux dispositifs de guidage fixés à la table à une certaine distance 1 un de 1 'autre, un chariot pouvant se déplacer sans subir ni rotation ni torsion, le long de ces dispositifs de guidage; un bras porteur fixé sur le chariot et à l'extrémite libre, située à l'oppose du chariot, duquel est fixé l'outil et, agissant entre la table et le chariot, un dispositif capable d 'engendrer des forces de pression par un moyen hydraulique oU ,pneumatique, tel qu'un vérin constitué d'un cylindre et d'un piston. Un porte-outil de ce type est connu par le brevet améri cain 4 005 782. I1 sert d'appareil de manipulation et de mise en place et porte à I'extremité libre de son bras porteur un dispo sitif de fixation par serrage. A l'aide de cet appareil de mani pulation et de mise en place, il est possib-le par exemple de pla cer sur des machines d'usinage automatiques des pièces à usiner, des outils ou des éléments analogues ou bien encore il est possi ble d'exécuter des travaux même dans des conditions d'environnement dans lesquelles un travail manuel serait exclu. Dans appareil connu, le cylindre du dispositif ou vérin agissant par pression est porté par un flasque qui s'étend trans versalement par rapport aux deux dispositifs de guidage. Le cha riot est fixé à la tige du piston. Le bras porteur de l'outil est constitué par une pièce séparée particulière qui va en s'élit gnant du chariot. Un inconvénient d l'appareil connu est sa longueur relativement grande, comparativement à la course maxi male du vérin. Cette longueur dépasse la course maximale d'au moins la longueur du cylindre.Un autre inconvénient tient à ce que le bras porteur, une fois déployé, se courbe facilement,- en par ticulier dans le cas où la longueur de la course est relativement grande ou dans celui où la charge est élevée, et se gauchit si la force agit de façon excentrique. Dufait de la construction volu mineuse de cet appareil, il n'est pas possible de le faire passer dans les ouvertures étroites des machines. En outre ce mode de construction exige un grand nombre de pièces constitutives sépa rées, ce qui entraîne un coût relativement- élevé. Dans les appareils connus, l'ajustement préalable et l'a justement fin terminal du positionnement de base qui permet d'adapter l'appareil au travail auquel il est destine, n' est résolu que d-'une façon insuffisante. Four ajuster le positionne ment de base il faut desserrer une liaison par serrage et de ce tait la pesanteur n'est plus compensée. Si les précautions appropriées ne sont pas prises, le portetoutil peut se démonter ce qui présente un danger ou une source d'accidents. La liaison par serrage ne peut en outre être réglée que d'une façon peu précise de sorte que pour réaliser l'ajustement fin terminal,. il est nécessaire de prévoir dans la construction des dispositions supplémenta ires. Le but de l'invention est d'indiquer un moyen permettant de réaliser, en utilisant un mode de construction simple, un porte-outil comportant un bras porteur en porte-à-faux, non suscep-. tible de se gauchir, ce porte-outil ayant une longueur relativement courte par rapport à la course du bras porteur. Le nombre des pièces constitutives doit en outre être réduit et à l'aide de ce porte-outil, il est possible aussi de pénétrer et dtintert venir dans les ouvertures des compartiments libres de machines ou des espaces analogues de dimensions relativement réduites. En partant du porte-outil décrit au -préambule, ce pro blème est résolu par le fait que le cylindre de l'appareil ou vérin agissant par pression constitue le bras porteur et est monté sur le chariot de telle sorte que dans la direction de déplacement de ce chariot il aille en s'éloignant de celui-ci. La table et les dispositifs de guidage forment d'une part un ensemble qui guide le chariot sur toute la longueur de son déplacement, la rigidité contre tout gauchissement étant assurée. D'autre part le cylindre est en soi très largement rigide au gauchissement de sorte qu'au- cune disposition supplémentaire n'est à prendre dans la construction pour assurer la rigidité.Mais un autre élément important est que, de construction, la longueur du porte-outil dans la direction du déplacement du bras porteur est pratiquement égale à celle du cylindre du vérin. Ce porte-outil est donc nettement plus court que l'appareil connu, par exemple par le brevet américain 4 005 782. Grâce à la compacité de la construction, l'introduction dans les ouvertures de faibles dimensions présentees par les machines ou les espaces enalogues est possible. L'utilisation du cylindre du vérin comme bras porteur permet en outre d'économiser un certain nombre de pièces. La rigidité de la table permet, ainsi qu'il est prévu dans un mode de réalisation préféré de l'invention, de la guider elle--même dans un support de façon à lui permettre sans subir ni rotation ni torsion, de se déplacer par rapport au support dans la direction de déplacement du bras porteur. I1 est possible de cette façon de doubler le trajet de déplacement en conservant pratiquement les mêmes caractéristiques de flexibilité et d'élas ticité. Pour assurer le déplacement de la table par rapport au support, il est prévu un autre dispositif d'entrainement, de préférence un deuxieme vérin hydraulique ou pneumatique dont l'action s'exerce entre la table et le support.Bien que le trajet de déplacement se trouve doublé, on peut déployer le bras porteur 'à la même cadence du fait qu'il y a superpo-sitlon télescopique des mouvements. Pour un même trajet de déplacement, il est par suite possible de doubler le nombre d'opérations, comparativement aux porte-outilsconnus. Le support est guidé sur une table trans vernale de façon à pouvoir sans subir ni rotation ni torsion se déplacer, de préférence perpendiculairement à la direction de déplacement du bras porteur de sorte que des mouvements de gui dage peuvent être exécutés suivant -deux dimensions Dans le cas où la table transversale est montée de façon à pouvoir pivoter, il est également possible de réaliser des mouvements de guidage suivant trois dimensions. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, le support peut se déplacer le long de la table et/ou de la table transversale au moyen d'un entraînement par vis. Ce mode de réali sation présente l'avantage essentiel que le réglage initial de base peut être ajusté de façon précise sans qu'il soit nécessaire de supprimer -une liaison, mettant en jeu des forces, existant en tre la table et le support ou en-tre le support et la table trans versale. Les entraînements par vis permettent d'effectuer l'ajuste ment sur la totalité de la zone de réglage de sorte que le porte outil ne peut pas se démonter même en cas de déplacement suivant la direction verticale. I1 est préférable que non seulement le chariot soit guidé sur deux dispositifs de guidage disposés à une certaine distance l'un de l'autre mais qu'il-en soit aussi de même pour la table sur le support et pour celui-ci sur la table transversale. Pour assurer le guidage de la table sur le support ainsi que du chariot de posi tionnement sur la table transversale, il est apparu suffisant d'us tiliser des guidages à queue d'aronde pour réaliser l'ajustement du réglage de base. Les dispositifs de guidage nécessaires pour l'exécution de la course de travail sont réalisés sous la forme d'arbres cylindriques que guident des douilles sphériques portées par le chariot ou le support.Des douilles sphériques de ce genre assurent un guidage longitudinal, dont le jeu peut entre réglable et qui est d'un usage courant, ce qui permet des vitesses de travail élevées. De tels montages éliminent les phénomènes dits de broutage de sorte qu'il est possible d'obtenir un positionnement d'une précision de très haut degré. Ce type de montage présente en outre l'avantage de ne pas etre sensible à l'usure et de ne pas demander d'entretien. Les axes de cylindre des vérins sont disposés de préférence dans X plan moyen situé entre les guides fixés par paire à la table. Dans le cas où le support est lui aussi mobile le long de la table transversale à l'aide d'un vérin, I'axe du cylindre de ce dernier se trouve de préférence disposé aussi de tette manière car de la sorte les -gauchissements des tables dans le. sens transversal se trouvent évités dans une large mesure. Il est bon que le cylindre du troisième vérin assurant le déplåcement du support le long de la table transversale soit soutenu par un chariot de positionnement pouvant se déplacer à l'aide d'un entraînement par vis le long des dispositifs de guidage de la table transversale. Avec ce mode de réalisation, non seulement il est possible de régler de façon simple et tout à fait progressive. et ceci sur la totalité de la zone de déplacement, la position de base initiale du support, mais de plus on élimine aussi, au moment où on ajuste le réglage de base, le danger d'accident provoqué par un déplacement vers le bas intempestif du support. D'une manière analogue on peut sur les dispositifs de guidage de la table fixer des flasquesdisposées perpendiculairement aux dispositifs de guidage, flasques sur lesquelles s'appuient respectivement les tiges de piston du premier et du deuxième vérin. Au lieu de ces flasques, on peut aussi utiliser encore un chariot de positionnement pouvant se déplacer au moyen d'un entraînement par vis. La table, le support et la table transversale peuvent être combinés en utilisant un système de construction par blocs. Divers mouvements dans 1 'espace, tels que soulever, déplacer horizontalement et faire pivoter, peuvent etre exécutés tant en direction verticale qu 'horizontale L' invention sera mieux comprise par la description de certains de ses modes de réalisation, donnés ici à titre illustratif mais nullement limitatif, qui en sera faite ci-après à l'aide des dessins annexés qui représentent la figure 1, un appareil de manipulation et de mise en place pouvant se déplacer linéarement; la figure 2, un premier mode de réalisation d'un appareil de manipulation et de mise en place pouvant se déplacer dans deux directions perpendiculaires entre elles; et la figure 3, un deuxième mode de réalisation d'un appareil de manipulation et de mise en place pouvant se déplacer. dans deux directions perpendiculaires entre elles. Sur une table 1, de préférence en alliage léger que comporte l'appareil de manipulation et de mise en place représenté sur la figure 1 sont fixés à une certaine distance l'un de l'autre deux arbres cylindriques 3, 5 de guidage qui forment bloc avec la table 1. Un chariot 7 est guidé à l'aide de douilles sphéri -ques 9 sur les arbres de guidage 3, 5 de façon à pouvoir coulisser le long de ceux-ci. Le chariot s'engage sur les deux arbres de guidage 3,5 et de cette manière est garanti contre toute rotation ou torsion sur le chariot 7 est fixé le cylindre 11 d'un vérin hydraulique ou pneumatique 13 dont la tige de piston 15 s'appuie sur un flasque 17 s' étendant transversalement aux deux arbres de guidage 3,5 et dépassant ceux-ci et qui-de la sorte, améliore la rigidité de la table 1. L'axe du cylindre Il, afin d'éviter dans une large mesure que la table ne se gauchisse sous l'action des forces, se trouve placé dans le plan médian situé entre les deux arbres de guidage 3,5. Sur l'extrémité libre 19 du cylindre îl qui estsituée à I'opposé du chariot 7 est fixé un élément de serrage 21 pouvant être actionné hydrauliquement ou pneumatiquement dont la pince 23 peut saisir la pièce ou ltou- til à déplacer. Un avantage de l'appareil de manipulation et de mise en place de la figure 1 est que ses caractéristiques de ré sistance au gauchissement et à la Flexion se conservent sur la totalité de sa course de déplacement. La figure 2 représente une combinaison, conçue suivant le système de construction par blocs, de l'appareil de manipulation et de mise en place pouvant se déplacer linéairement de la figure 1 avec un bloc support disposé transversalement, lequel bloc support permet, en sus du mouvement de déplacement du bloc linéaire correspondant au mouvement de déplacement de l'appareil de la figure 1, des mouvements de déplacement dans deux directions perpendiculaires entre elles.La table 101, qui pour le reste est réalisée d'une façon analogue et a la même fonction que la table 1 de la figure 1, du bloc linéaire est logée dans une glissière à queue d'aronde 103, constituée par deux surfaces de guidage, inclinées et disposées à une certaine distance l'une de l'autre, qui sont prévues dans un support 105-;" la table 101 peut coulisser dans cette glissière 103 suivant la direction de déplacement du bloc linéaire, La position de la table 101 par rapport au support 105 est fixée par un dispositif d'entraînement à vis 107 dont la tige filetée 109 est montée à une de ses extrémités dans un palier axial 111 de façon à pouvoir tourner et porte à son autre extrémité une roue à, main 113.En faisant tourner celle-ci, dn peut déplacer un écrou 115 fixé sur la table 101 et par suite déplacer la table. Le support 105, 'de son côté, est monté à l'aide de douilles sphériques 117 sur deux arbres de guidage cylindriques disposés à une certaine distance l'un de l'autre et fixés- e-nsemble sur une table transversale 119. Les arbres de guidage 121; dont un seul est visible sur la figure 2, s'étendent perpendiculairement à la direction de coulissement de la table 101. La table transversale 119 est munie,de façon à assurer sa rigidité, d'une plaque de base 123 disposée à une de ses extrémités et servant à la fixation et d'un flasque 125 placé à son autre extrémité. La plaque de base 123 et le flasque 125 sont disposés perpendiculairement aux deux arbres de guidage 121 et s'étendent au-delà de ceux-ci.Un chariot de positionnement 127, dont la position peut être modifiée à l'aide d'un mécanisme à vis 129, est en outre guidé le long des arbres de guidage 121 sur lesquels il peut coulisser. Le mécanisme 129 comporte une tige filetée 131, montée dans le flasque 125 de fa çon à pouvoir tourner mais sans pouvoir se déplacer axialement, qui peut être vissée dans un trou fileté 135 du chariot de positionnement 127 à l'aide d'une roue à main 133. Le chariot de positionnement 127 porte en outre un cylindre 137 d'un vérin 139 pouvant être actionné hydrauliquement ou pneumatiquement dont la tige de piston 141 agit sur le support 105 dans le plan médian situé entre les arbres de guidage 121. La figure 3 représente un autre mode de réalisation d'un appareil de manipulation et de mise en place pouvant se déplacer dans deux directions perpendiculaires. L'appareil se distingue essentiellement de celui de la figure 2 par fait qu'il possède un guidage supplémenXire qui permet un mouvement télescopique de l'appareil. Sur celui des côtés de la table 201 du bloc linéaire qui est à l'opposé du chariot, sont fixés à une certaine distance l'un de l'autre deux arbres de guidage cylindriques 203, 205 qui sont guidés dans des douilles sphériques 207 d'un support 209 de façon à pouvoir coulisser suivant la direction de déplacement du chariot du bloc linéaire.Le support 209 qui correspond au sup- port 105 du mode de réalisation de la figure 2 est guidé à proximité d 'une table transversale 211, analogue à la table transversale 119, et peut coulisser par rapport à cette table 211 au moyen d'un vérin 213 hydraulique ou pneumatique. La construction de cette table transversale Z11-ainsi que le mode de fixation du vérin 213 peuvent être semblables à ceux du mode de réalisation de la figure 2 de sorte que, en supposant qu'il en est bien ainsi, il sera fait référence à la description de ce mode de réalisation. Dans le plan médian situé entre les deux arbres de guidage 203,205, vient s'appuyer sur un flasque 217 la tige de piston, non visible sur la figure 3, d'un vérin hydraulique ou pneumatique 215, ce flasque 217 s'étendant transversalement -aux dispositifs de guidé dage 203, 205 et étant disposé à une extrémité de la table 201 dont la rigidité se trouve ainsi renforcée. Le cylindre 219 du vérin 215 est fixé sur celui des côtés du support 209 qui se trouve à l'opposé du vérin du bloc linéaire. En mettant simultanément en action les vérins du bloc linéaire et du support, l'élément de serrage 221, correspondant à l'élément de serrage 21 de la figure 1, peut, pour un même temps de déplacement, effectuer un déplacement de coulissement d'une longueur doublée.Comparativement aux appareils-de manipulation et de mise en place usuels la superposition télescopique des mouvement s permet de doubler la vitesse de déplacement de l'élément de serrage. Bien que le domaine de travail se trouve doublé, l'élasticité reste cependant pratiquement la même. Toutes les douilles sphériques utilisées dans les modes de réalisation présentés ci-dessus peuvent être combinées à des éléments de réglage qui permettent de régler le jeu de ces douilles. I1 est possible de placer sur les tables et/ou sur les tables transversales, des butées-destinées à limiter la course à 1' inté- rieur du domaine de déplacement des vérins. Afin d'éviter des mouvements oscillatoires dans les positions de fin de course, les butées peuvent être équipées d'amortisseurs de choc. Enfin, des transmetteurs d'ordre destinés à la commande des vérins peuvent être prévus sur les tables. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire,- toutes les variantes. La présente invention est due à Günter BLAUROCK, German DSTSCH, Rudolf SCHLERETH REVENDICATIONS 1. Porte-outil comportant : une table, deux dispositifs de guidage fixés à la table à une certaine distance l'un de l'autre; un chariot pouvant se déplacer sans subir ni rotation ni torsion, le long de ces dispositifs de guidage; un bras porteur fixé sur le chariot et à I'extrémité libre, située à l'opposé du cha- riot, duquel est fixé l'outil; et, agissant entre la table et le chariot, un dispositif capable d'engendrer des forces de pression par un moyen hydraulique pu pneumatique, tel qu'un vérin constitué d'un cylindre et d'un piston est caractérisé en ce que le cylindre (11) de l'appareil ou vérin (13) agissant par pression constitue le bras porteur et est monté sur le chariot t7) de tenue sorte que dans la direction de déplacement de ce chariot (7) il aille en s'éloignant de- celui-ci. 2. Porte-outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la table (101; 201) est de son cté guidée dans un support tao5; 209) de façon à pouvoir, sans subir ni rotation ni torsion, coulisser par rapport à ce support dans la direction de déplacement du bras porteur. 3. Porte-outil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le support (105; 2093 est guidé sur une table transversale (119; 211) de façon à pouvoir, s-ans subir ni rotation ni torsion, coulisser par rapport à cette table en particulier suivant une direction perpendiculaire à celle de'déplacement du bras porteur. 4. Porte-outil selon 1 'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la table- (101; 201J et/ou la table transversale tir9; 2113 porte, pour assurer le guidage, deux dispositifs de guidage tao3, 121; 203, 205) disposés à une certaine distance l'un de l'autre. 5. Porte-outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les dispositifs de guidage (3, 5; 121; 203, 2053 sont réalisés sous la forme d'arbres cylindriques que guident des douilles sphériques 9; 117; 207) fixées sur le chariot t7) et/ou le support (105; 203), en particulier des douilles dont le jeu est réglable. 6. Porte-outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la table (101) est guidée dans une rainure à queue d'aronde (103) du support (105). 7. Porte-outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les dispositifs de guidage t3, 5; 103; 203, 205) de la table t1; 101; 201) sont disposés horizon talement et les dispositifs de guidage t121) de la table trans versale (119; 211) verticalement, 8. Porte-outil selon'la revendication 2, caractérisé en ce qu'un deuxième dispositif d'entraînement, en particulier un deu xième appareil ou vérin (215) agissant par pression hydraulique ou pneumatique agit entre le support [209) et la table t201). 9. Porte-outil selon la revendication 8, caractérisé en ce que le cylindre t219) du deuxième appareil ou vérin (215) agis sant par pression est fixé sur le support (209) sur le côté de celui-ci situé à l'opposé de l'outil 221). 10. Porte-outil selon l'une quelconque des revendications 4 et 9, caractérisé en ce que le piston du premier et/ou du deu xième appareil ou vérin (13-; 215) agissant par pression agit sur un flasque (17; 217) fixé à la table (1; 201) et disposé perpen diculairement aux dispositifs de guidage 3,5, 203,205), 11. Porte-outil selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un troisième dispositif d'entraînement, en particulier un troi sième appareil ou vérin 139-; 213) agissant par pression hydrau lique ou pneumatique, agit entre la table transversale 119; 211) et le support (105; 209). 12. Porte-outi-l selon l'une quelconque des revendications 4 et 11, caractérisé en ce que le cylindre 137) du troisième appareil ou vérin 139) agis-sant par pression est fixé sur un chariot de positionnement (127) qui, à l'aide d'un mécanisme à vis (129) peut se déplacer en coulissant le long de dispositifs de guidage (121) prévus sur la table transversale (119). 13. Porte-outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les axes des cylindres des appareils ou vérins (13; 139; 213, 215) agissant par pression sont disposés dans le plan médian situé entre les dispositifs de guidage 3, 5; 121; 203, 205) qui leur sont associés et qui sont fixés par paires sur la table (1; 101; 201) etZou sur la table transversale (119; 211). 14. Porte-outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'outil est réalisé sous la forme d'un élément de fixation par serrage 21; 221) actionné hydrauliquement ou pneumatiquement. 15. Porte-outil selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la table (101) peut être déplacée de façon pro ressive le long du support (105) à l'aide d'un mécanisme à vis (107)