Brevet FR2504503A1 — publié le 19821029

La présente invention concerne l'automatisation des processus de fabrication et a notamment pour objet un dispositif pour l'amenée orientée de pièces en matériau ferromagnétique. Le dispositif selon l'invention peut être utilisé par exemple pour le montage, la formation d'ensembles et le transport de pièces dans différents domaines de la tecEmieue, notamment pour l'amenée des pièces vers l'organe de préhension d'un robot industriel. On connatt un dispositif pour l'amenée orientée de pièces en matériau ferromagnétique, comprenant une auge de guidage et un système magnétique sous forme d'un aimant permanent placé au-dessus de l'auge (B.A. Ioffé, R.K. Kalnyn, "Orientirovanié detaley ferromagnitnym polem", publié en 1972, éditions "Zinatné" Riga, p. 32, figures 2.2.3, 2.2.4). Ce dispositif connu ne permet pas de former une pile de pièces orientées à partir d'un flux de pièces défilantes. On connait un autre dispositif d'amenée orientée de pièces en matériau ferromagnétique (de pièces brutes en tale) (brevet RFA NO 1266687 publié le 18 avril 1968), comprenant une auge de guidage et un système magnétique disposé au-dessus de l'auge et se composant d'une pluralité d'aimants disposés l'un au-dessus de l'autre. Dans le dispositif connu, une pile préalablement formée de pièces ferromagnétiques plates est amenée par l'auge de guidage dans l'intervalle interpolaire de l'aimant inférieur du système, puis, en mettant successivement en circuit les enroulements des électro-aimants disposés plus haut, l'une des pièces est transportée successivement dans l'intervalle interpolaire de l'électro-aimant suivant jusqu'à ce qu'elle atteigne le niveau supérieur du système magnétique.Les pièces suivantes se placent dans les intervalles interpolaires des électro-aimants disposés plus bas, et lorsque la pièce suivante est prise dans l'auge, elles se déplacent d'un pas, en remplaçant la pièce précédente. Ce dispositif nécessite un empilage préalable des pièces et leur orientation à l'aide de dispositifs supplémentaires avant de les amener à l'auge de guidage, et ne permet pas de réaliser l'amenée orientée des pièces défilant en continu sur l'auge de guidage. Le dispositif se caractérise par une conception compliquée du système magnétique et nécessite un bloc de commutation spécial pour la commande de ce système magnétique. L'amenée continue des pièces à l'aide de ce dispositif est limitée au nombre de pièces formant la pile. L'invention vise donc un dispositif pour l'amenée orientée de pièces en matériau ferromagnétique, permettant d'assurer l'orientation et l'empilage des pièces, sans interrompre leur défïlement continu sur l'auge, et se caractérisant par une simplicité de construction et une haute sécurité de fonctionnement. Ce but est atteint du fait que le dispositfpour l'amenée orientée de pièces en matériau ferromagnétique du type comprenant une auge de guidage et un système magnétique disposé au-dessus de l'auge, est caractérisé,selon l'invention, en ce qu'il comprend un gabarit ou analogue amagnétique disposé au-dessus de l'auge de guidage et dont la configuration correspond à celle des pièces à orienter, alors que le système magnétique comprend au moins une paire d'aimants disposés de part et d'autre du gabarit par rapport au sens de mouvement des pièces sur l'auge, les deux pôles des aimants étant tournés vers le gabarit et disposés de manière que les pôles de même nom se trouvent l'un en face de l'autre. Pour augmenter le rendement du dispositif, il est préférable que les dimensions du gabarit soient augmentées et cue sa forme corresponde à celle de deux pièces artiellement juStaposées iongitudinalement et disposées en miroir ou spéculairement, et que le système magnétique soit complété par au moins une paire d'aimants supplémentaires adjacents chacun à l'un des aimants de la première paire, analogues à ceux-ci et disposés de part et d'autre de la partie ajoutée du gabarit, les lignes de jonction des aimants entre eux étant disposées en regard de la partie du gabarit qui correspond à la zone de juxtaposition des pièces. Pour éviter l'adhésion magnétique entre les pièces, il est préférable que la longueur du système magnétique dépasse légèrement la longueur du gabarit. Le dispositif pour l'amenée orientée de pièces en matériau ferromagnétique, réalisé selon l'invention, bien que simple de construction, permet d'effectuer l'orientation et l'empilage des pièces en matériau ferromagnétique sans interrompre leur mouvement continu sur l'auge, en assurant ainsi un rendement élevé et le remplissage automatique du système magnétique au fur et à mesure que les pièces en sont enlevées pour l'usinage ou le montage. En outre, le dispositif se caractérise par une sécurité de fonctionnement élevée et est universel, car il suffit de changer le gabarit pour réaliser l'amenée orientée de pièces de configurations et dimensions variées, pourvu-qu'elles s'inscrivent dans l'intervalle interpolaire du système magnétique considéré. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemplesnon limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif pour l'amenée orientée de pièces en matériau ferromagnétique symétriques à leurs extrémités - la figure 2 représente un dispositif pour l'amenée orientée de pièces oblongues en matériau ferromagnétique asymétriques à leurs extrémités à partir de l'une des positions sur l'auge de guidage (vue de dessus) - la figure 3 est une vue en coupe suivant III-III de la figure 2 - la figure 4 représente un dispositif pour l'amenée orientée de pièces en matériau ferromagnétique asymétriques à leuis extrémités à partir des deux positions sur l'auge de guidage (vue de dessus) - la figure 5 est une vue en perspective d'un système d'alimentation automatique doté du dispositif d'amenée orientée de pièces en matériau ferromagnétique tel que celui représenté sur la figure 4 - la figure 6 représente un dispositif pour l'amenée orientée de pièces et l'organe de préhension du système d'alimentation représenté sur la figure 5 (en perspective, en coupe et à échelle agrandie). Le dispositif pour l'amenée orientée de pièces en matériau ferromagnétique à extrémités symétriques comprend une auge de guidage 1 (figure 1) et un système magnétique 2 disposé au-dessus de cette auge et se composant d'une paire d'électro-aimants en C 3 et 4 dont les enroulements sont alimentés en courant continu. Le dispositif comprend en outre un gabarit ou analogue 6 de forme correspondant à celle des pièces 7 et réalisé en matériau amagnétique sous forme de plaques de limitation latérales.Les électroaimants 3 et 4 sont disposés de part et d'autre du gabarit 6 par rapport au sens de mouvement (indiqué par la flèche A) des pièces 7 sur l'auge 1, et leurs pôles N, S sont tournés vers le gabarit 6 de manière que les pôles de même nom N-N et S-S se trouvent l'un en face de l'autre et que leurs milieux soient situés approximativement aux angles du gabarit 6 (ou de la pièce 7). Le dispositif pour l'amenée orientée de pièces en matériau ferromagnétique oblongues à extrémités asymétriques comprend une auge de guidage 1 (figures2, 3), par exemple une auge vibrante, et un système magnétique 2 se composant de deux paires d'aimants 3 et 4. Au-dessus de l'auge de guidage 1 se trouve un gabarit 6' réalisé sous forme d'une plaque 4 en matériau amagnétique pourvue d'une fenêtre 8 de configuration correspondant à celle de la pièce à orienter 7'. La distance entre l'auge 1 etia surface inférieure de la plaque (du gabarit 6') est déterminée par la relation H de la plaque H est la hauteur de la pièce 7'. Les paires d'aimants 3 et 4 sont disposées symétriquement par rapport à l'axe de symétrie de la fenêtre 8, de part et d'autre de celle-ci. Dans chaque paire d'aimants, les aimants 3 ou 4 sont orientés l'un vers l'autre par leurs pôles de noms contraires, alors que les aimants 3, 4 disposés en regard l'un de l'autre, de part et d'autre de la fenêtre 8, sont orientés l'un vers l'autre par leurs pôles de même nom. Les aimants 3, ainsi que les aimants 4, sont fixés l'un à l'autre par des étriers ou analogues 9, alors qu'en aval (suivant le sens de mouvement des pièces 7') de la fenêtre 8, est prévue une butée de limitatcnt empêchant les pièces ? orientées dans le système magnétique 2 de continuer leur course. Le dispositif pour l'amenée orientée de pièces en matériau ferromagnétique à extrémités asymétriques à partir de n'importe laquelle des positions sur l'auge (figure 4) est analogue au dispositif représenté sur la figure 1, sauf que les dimensions du gabarit 6" sont augmentées et que sa forme correspond à celle de deux pièces 7" partiellement juxtaposées longitudinalement et disposées en miroir ou spéculairement. Le gabarit 6" ainsi réalisé est constitué, comme celui représenté sur la figure 1, de plaques de limitation latérales dont la hauteur est égale à la hauteur de la pile de pièces 7" formée par le système magnétique 2.Le système magnétique 2 comprend une paire d'aimants 3, 4 et une paire d'aimants supplémentaire 3', 4' adjacents chacun à l'un des aimants 3, 4 analogues à ceux-ci et disposés de part et d'autre de la partie ajoutée du gabarit 9". Les lignes Il de jonction-eo aimants 3, 3' et 4, 4' entre eux se trouvent en face de la partie 12 du gabarit 6" correspondant à la zone de Juxtaposition des pièces. Pour éviter l'adhérence des pièces 7" voisines se trouvant sur l'auge 1 lors de leur arrivée dans le système magnétique 2, la longueur de ce dernier dépasse légèrement la longueur de deux pièces 7" juxtaposées. La hauteur du système magnétique 2 correspond à la hauteur de la pile de pièces à orienter, compte tenu des Jeux qui apparaissent entre elles du fait de la répulsion mutuelle des pièces voisines se trouvant dans la pile et aimantées par le champ. Le dispositif représenté sur la figure 4 permet d'augmenter le rendement de l'amenée orientée, puisque les pièces se trouvant sur l'auge d'alimentation peuvent être prises par le système magnétique à partir des deux positions possibles. Le système d'alimentation automatique doté du dispositif pour l'amenée orientée de pièces en matériau ferromagnétique asymétrique, réalisé selon la figure 4, comprend une trémie vibrante 13 avec une auge de guidage 1 (figures 5, 6) au-dessus de laquelle est disposé le système magnétique 2 réalisé sous forme de deux paires d'aimants 3, 3' (la deuxième paire d'aimants n'est pas représentée sur les figures 5, 6) disposés sur l'auge d'alimentation 1 d'une manière symétrique l'un en face de l'autre, de façon que dans chaque paire d'aimants les aimants 3 et 3', par exemple, soient tournés l'un vers l'autre par leurs pôles de noms contraires, et que les aimants en regard l'un de l'autre soient orientés l'un vers l'autre par leur piles de même nom.Un organe de préhension 14 est disposé sur un manipulateur 15 et est réalisé sous forme d'un électro-aimant cylindrique qui peut tourner autour de son propre axe de symétrie dans un roulement 16. Le système magnétique 2 et le gabarit t sont renfermés dans une enveloppe 17 en matériau amagnétique (en textolite, par exemple). Le fonctionnement du dispositif d'amenée orientée de pièces en matériau ferromagnétique, représenté sur la figure 1, est le suivant. Les pièces en matériau ferromagnétique 7 soztamenées de manière continue par l'auge 1 vers le système magnétique 2. Lorsqu'une pièce 7 se trouve entre les aimants de la paire 3, 4, alors que la pièce suivante ne s'y trouve engagée que par son extrémité (partiellement), ces pièces 7 se repoussent mutuellement, de sorte qu'une pièce 7 se trouve séparée de la file de pièces, car les pièces ferromagnétiques complètement engagées entre les paires d'aimants 3 et 4 sont aimantées de manière que l'extrémité arrière de l'une d'elles et l'extrémité avant de l'autre constituent des pôles de même nom et, par conséquent, se repoussent mutuellement. La pièce 7 séparée de la file arrive sous le gabarit 6 et, attirée par les aimants 3 et 4, tend à se déplacer vers le haut dans l'espace entre les aimants 3 et 4 limité par le gabarit 6. La pièce 7 suivante est elle aussi séparée du flux de pièces et se déplace vers le haut, en déplaçant vers le haut la pièce 7 précédente. Le fait de disposer les aimants 3 et 4 de manière que leurs pôles de noms contraires soient tournés l'un vers l'autre permet d'obtenir un champ magnétique quasi-homogène, c'est-à-dire un champ dans lequel les lignes de force sont parallèles et équidistantes. De ce fait, les pièces 7 se disposent entre les aimants 3 et 4 d'une manière espacée, c'es-à-dire qu'elles sont écartées l'une de l'autre d'une certaine distance suivant toute la hauteur du système magnétique. Ceci permet de les prendre dans 7e système magnétique 2 une à une. Si le système magnétique 2 est déià rempli, les pièces 7 se déplaçant sur l'auge 1 continuent leur mouvement sans encombrer l'auge 1, et peuvent être empilées, par exemple, dans un autre système magnétique (non repré senté sur la figure 1) ou bien ramenées au réservoir d'où elles arrivent à nouveau sur l'auge de guidage 1. On assure ainsi un régime automatique de remplissage du système magnétique 2 par les pièces 7 au fur et à mesure que les pièces supérieures en sont enlevées et dirigées vers é poste d'usinage ou de montage. Le fonctionnement du dispositif représenté sur les figures 2, 3 est analogue au fonctionnement du dispositif représenté sur la figure 1, à la seule différence près que dans ce dispositif l'amenée orientée des pièces en matériau ferromagnétique oblongues 7' à extrémités asymétriques n'est possible que lorsqu'elles sont amenées par l'auge 1 dans la zone d'action du système magnétique 2 dans la position requise (l'une des deux positions possibles) correspondant à la forme de la fenêtre 8 pratiquée dans le gabarit b'. Si les formes de la entre~8 et de la pièce 7' correspondent l'une à l'autre, c'est-à-dire si la pièce 7' est correctement orientée (par exemple, orientée par son extrémité large vers l'avant suivant le sens du mouvement), la pièce passe par la fenêtre 8 et se place entre les paires d'aimants 3 et 4. Une pièce 7' transportée avec son extrémité étroite en avant s'avance sur l'auge 1 en passant à côté de la fenêtre 8, car cette extrémité ne peut pas rengager dans la fenêtre 8 du fait que le jeu entre le fond de l'auge 1 et la plaque (le gabarit C,'), ne dépassant pas deux fois l'épaisseur de la pièceAlempeche de s'orienter par son extrémité étroite vers le haut. L'extrémité large de la pièce vient en butée contre le fond de l'auge 1, alors que le milieu de la pièce 7' s'appuie d'abord contre la face avant de la fenêtre 8, puis, pendant que la pièce 7' se déplace le long de la fenêtre 8, les bords divergents de la pièce 7' s'appuient contre les faces latérales convergentes de la fenêtre 8. En outre, si la masse de l'extrémité large de la pièce 7' est nettement supérieure à la masse de l'extré- mité étroite et que la longueur du système magnétique 2 est supérieure à la longueur de la pièce 7', la force agissant sur l'extrémité large de la pièce 7' est supérieure à celle agissant sur l'extrémité étroite, de sorte que la pièce 7' ne peut pas s'orienter par son extrémité étroite vers le vaut. Ainsi, si la pièce 7' est orientée par son extrémité étroite vers l'avant, elle continue son mouvement sur l'auge 1. Le fonctionnement du système d'alimentation automatique doté du dispositif pour l'amenée orientée de pièces en matériau ferromagnétique 7" à extrémitéEasymétriques à partir des deux positions sur l'auge de guidage 1 (figures 4, 5, 6), est le suivant. Les pièces en matériau ferromagnétique 7" se déplacent sur l'auge 1, où elles sont préalablement orientées suivant leur axe, leurs extrémités asymétriques étant orientées, en sens contraires.Pendant le mouvement de la pièce 7" sur l'auge 1, elle passe sous le système magnétique 2. Au moment où le contour de la pièce 7" vient coincider avec le profil du gabarit 6, elle est attirée par le champ magnétique du système 2 dans l'espace interpolaire et "flotte" vers le haut. Le profil du gabarit 6" permet de "flotter" aux pièces dont les extrémités identiques sont orientées en sens contraires Le fait de disposer les aimants 3-3' et 4-4' dans chaque paire de manière que les pôles de noms contraires soient tournés l'un vers l'autre, permet de séparer les pièces 7" de la file de pièces. Le fait de disposer les aimants opposés 3-4 et 3'-4' de manière que leurs pôles de même nom soient tournés l'un vers l'autre permet de former une pile de pièces 7" suivant la hauteur des aimants et de manière qu'elles soient espacées, ce qui permet de les prendre pièce par pièce. Le gabarit 6" forme donc deux groupes de pièces tournées de 1800 l'une par rapport à l'autre. L'organe de prise 14 réalisé sous forme d'un électroaimant pouvant tourner librement est introduit par le manipulateur 15 dans la partie centrale 12 du gabarit t", là où les pièces sont partiellement juxtaposées suivant la longueur. L'électro-aimant de l'organe de prise 14 attire la pièce 7" du gabarit tut:, puis le bras du manipulateur 15 commence à la déplacer verticalement vers le haut, en la montant au-dessus du gabarit, et enlève la pièce 7" de la zone d'action du champ.Comme l'organe de prise 14 est monté dans un roulement 16, la pièce 7", au cours du mouvement du bras du manipulateur 15, peut être tournée par une butée quelconque d'un angle de 900 par rapport à sa position initiale dans le gabarit 6". il en résulte que la pièce prise dans une position quel.conque dans le gabarit C" par l'électro-aimant 14 se trouve orientée dans une position bien déterminée. Si cela n'est pas nécessaire, les pièces peuvent être amenées au poste de travail (usinage ou montage) dans une position déterminée par leur position dans le système magnétique. L'information sur la position de la pièce peut être fournie par un détecteur de n'importe quel type prévu dans l'organe de prise 14 ou dans le gabarit 6". Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour l'amenée orientée de pièces en matériau ferromagnétique, du type comprenant une auge de guidage et un système magnétique disposé au-dessus de cette auge, caractérisé en ce qu'il comprend un gabarit amagnétique (6) disposé au-dessus de l'auge de guidage (1) et dont la configuration correspond à celle de la pièce à orienter (7), et en ce que le système magnétique -(2) comprend au moins une paire d'aimants (3, 4) disposés de part et d'autre du gabarit (s) par rapport au sens de mouvement des pièces (7) sur l'auge (1), et dont chacun est orienté par ses pôles vers le gabarit (6) et de manière que les pôles de même nom se trouvent l'un en face de l'autre. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dimensions du gabarit sont augmentées et que sa forme correspond à celle de deux pièces partiellement juxtaposées longitudinalement et disposées en miroir, et en ce que le système magnétique comprend au moins une paire supplémentaire d'aimantes adjacents chacun à l'un des aimants cités en premier, analogues à ceux de la paire d'aimants mentionnée en premier et disposés de part et d'autre de la partie ajoutée du gabarit, les lignes de jonction des aimants entre eux se trouvant en regard de la partie du gabarit qui correpond àla zone de juxtaposition partielle- des pièces. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la longueur du système magnétique est légèrement supérieure à la longueur du gabarit.