Brevet FR2505238A1 — publié le 19821112

La présente invention concerne un appareil permettant le transfert d'articles entre postes de travail séparés à l'aide d'une paire de bras qui peuvent pivoter d'un arc de 1800, les bras tant escamotés après la saisie des articles afin de réduire la distance entre la charge et l'axe de rotation des bras. De semblables appareils de transfert de pièces sont connus dans la technique et sont quelquefois appelés "robots". Ces dispositifs de la technique anterieure ont généralement une structure complexe impliquant de nombreux éléments constitutifs qui sont sujets a l'usure, sont difficiles à entretenir et sont fréquemment non fiables. Un appareil produisant un mouvement de transfert analogue est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amerique nO 3 834 555. L'objet général de l'invention est de proposer un appareil possédant deux bras escamotables indépendamment mobiles montés sur un bati de support, le b ti étant lui-même monté sur un socle, et l'appareil comportant des moyens cylindres hydrauliques permettant d'allonger indépendamment les bras, de soulever ou d'abaisser les bras a des hauteurs ajustées au-dessus du socle, et de faire pivoter le b ti et les bras sur le socle. la forme préferee de l'appareil peut être facilement et de manière fiable commandée par un système hydraulique asservi à boucle fermée sous commande d'un calculateur, ce système pouvant réagir plus rapidement qu'un mécanisme a moteur et pignons, pouvant soulever des charges relativement lourdes, possedant un moins grand nombre de pièces, et produisant une moindre usure que d'autres dispositifs connus de la technique. Un avantage conféré par des bras escamotables est que les moyens de saisie. des pièces peuvent amener les articles faisant l'objet d'un transfert plus près du centre de rotation des bras, ce qui produit un moindre surplomb, une charge plus petite et un transfert plus rapide des pièces. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, les pièces tournent d'environ 900 par seconde, ce qui resulte directement de l'utilisation des bras escamotables et d'un système d'actionnement hydraulique. Cette vitesse ne peut pas être facilement atteinte au moyen d'un dispositif à crémaillère et pignon. De plus, un système hydraulique peut être inversé plus rapidement qu'un système utilisant un moteur électrique en raison du temps neces- saire au moteur pour inverser sa rotation. Le mode de réalisation de l'invention permet en outre que les mécanismes de saisie de pièces portés par les deux bras soient allonges et rétractés suivant une ligne de déplacement horizontale qui passe par le centre de rotation des bras, ceci assurant une charge équilibrée sur le moyen d'entrainement. La description suivante, conçue a titre d'illustration de l'invention, vise a donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages ; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels la figure 1 est une vue en perspective d'un robot à double bras illustrant le mode de réalisation préféré de l'invention la figure 2 est une vue en plan intérieure du socle, montrant le moyen permettant de faire tourner les bras ; la figure 3 est une vue en élévation du socle la figure 4 est une vue en plan d'un bati dont la partie supérieure a été retirée pour montrer la position des bras la figure 5 est une vue en élévation du bati, où certaines parties ont été retirées de la structure interne ; et la figure 6 est une vue simplifiée montrant comment un cylindre hydraulique typique est commandé en vue d'un déplacement programmé. Comme on peut le voir sur les dessins, un robot double bras préféré 10 est illustré sur la figure 1 comme comportant un socle 12 et un bati 14 monté pour tourner sur le socle. Les figures 2 et 3 montrent le socle, dont le capot a été retiré. Le b ti 14 est porté par un roulement 16 afin de tourner sur un axe vertical. Un arbre 18 se prolonge au-dessous du bati et porte une roue dentée 20. Une paire de cylindres hydrauliques 22 et 24 sont montés sur le socle, et des tiges de piston 26 et 28 sont respectivement destinées être allongées et rétractées par rapport aux cylindres. Une channe 30 est connectée par une extrémité à la tige de piston 26, tandis que son extrémité opposée est connectée 1 tige de piston 28. La chaine s'enroule sur la roue dentée 30 de façon que, lorsque la tige de piston 26 se rétracte et la tige de piston 28 s'allonge par rapport aux cylindres respectifs, la roue dentée 20 et le b ti 14 tournent dans un certain sens. Le bâti pivote dans le sens opposé lorsqu'on inverse le déplacement des deux tiges de piston. L'amplitude de déplacement est telle que le bâti peut pivoter sur un arc de 1800. Les extrémités aveugles des deux cylindres sont raccordées par une conduite de fluide 32 de façon que le fluide qui sort de l'extrémité aveugle du cylindre 22 soit délivré I'extrémité aveugle du cylindre 24 lorsque la tige de piston 26 se rétracte et que la tige de piston 28 s'allonge. Lorsque les deux tiges de piston se déplacent dans le sens inverse, le fluide hydraulique passe du cylindre 24 au cylindre 22 de telle manière que la chaine 30 est toujours maintenue dans uh état tendu. La figure 2 montre également un potentiomètre de réaction 34 possédant un pignon (non représenté) qui se déplace sur une cremaillère 36 afin d'indiquer A un moyen 38 de commande par ordinateur la position d'extension de la tige de piston 28. La figure 6 illustre la manière dont ces moyens de commande par calculateur commandent chacun des cylindres du robot pour réaliser un déplacement programmé. Le potentiomètre relié a chaque cylindre indique la position de la tige de piston au calculateur. Le calculateur transmet alors un signal électrique 9 une soupape d'asservissement 39 via un moyen de connection 39A. La soupape 39 commande alors la délivrance de fluide par une source 39C à une conduite de fluide 39D ou une conduite de fluide 39E afin de déplacer la tige de piston 28 jusqu'A une position prédéterminée. Le bati 14 possède des cotés 40, une partie supérieure 42 et une partie inférieure 44. La figure 4 montre le bâti alors que la partie supérieure 42 a été retire, tandis que la figure 5 montre le bâti alors que les côtés 40 ont été retirés. Quatre tiges de guidage 46, 48, 50 et 52 sont montées verticalement entre la partie supérieure 42 et la partie inférieure 44. Un chariot 54 est monté coulis sant verticalement sur les tiges de guidage 46 et 48, et un chariot 56 est monté coulissant verticalement sur les tiges de guidage 50 et 52. Des moyens bras horizontalement mobiles 58 et 60 sont respectivement portés par les chariots 54 et 56. Les deux moyens bras sont identiques, à l'exception de leurs orientations respectivement gauche et droite. Les moyens bras 58 et 60 sont respectivement montés sur les chariots 54 et 56 afin de se déplacer verticalement avec eux. Un cylindre hydraulique 64 est monté sur le chariot 54. Le cylindre hydraulique 64 porte une tige de piston 66 qui est présentée dans sa pleine extension sur les figures 4 et 5. Un bras inté rieur 68 est raccordé å l'extrémité de la tige de piston 66 de façon être horizontalement mobile avec elle. La figure 4 montre l'extrémité antérieure du bras intérieur 68 dans la position correspondant å la pleine extension de la tige de piston 66. Dans sa position entièrement rétractée, l'extrémité opposée du bras intérieur 68 est rétractée jusqu'a la position indi quée en trait fictif par "A". Un autre cylindre hydraulique 70 est porté par le bras intérieur 68 de façon å être mobile avec la tige de piston 66. Le cylindre hydraulique 70 porte une tige de piston 72 qui est représenrée dans sa pleine extension sur les figures 4 et 5. Lorsque la tige de piston 72 est rétractée, son extrémiste extérieure est étroitement voisine de l'extrémité extérieure de la tige de piston 66. Lorsque les deux tiges de piston sont complètement rétractdes, elles sont disposees au voisinage du côté du bati 14. Un moyen outil 74 destiné a la saisie d'une pièce est monte sur un bras'ext8rieur 75 porté par la tige de piston 72. Le moyen outil est déplace suivant une ligne de mouvement horizontal 76 qui passe par le centre de rotation 78 du bati et des deux moyens bras. Le montage utilisant des bras escamotables permet de déplacer le moyen outil et la pièce (non représentée) jusqu' , . .. une position étroitement voisine du c6té du btti 14 afin de réduire le porte-à-faux de la charge portée par le bAti pendant sa rotation. Un cylindre hydraulique 80 est fixé au chariot 54 et possède une paire de tiges 80A et 80B respectivement connectées à -la partie inférieure 44 et la partie supérieure 42, ainsi que cela est représenté sur la figure 5. Ce montage permet de soulever ou d'abais- ser le chariot jusqu'a une hauteur voulue par rapport au socle de l'appareil. De la même façon, un moyen à piston et cylindre hydraulique 82, représenté sur la figure 4, est monte entre la partie supérieure et la partie inférieure du bati et est relié au chariot 56 afin de soulever et d'abaisser celui-ci, indépendamment du deplace- ment vertical du chariot 54. Un cylindre hydraulique 86 possédant une tige de piston 88 est monté sur le chariot 56. La tige de piston 88 est reliée à un bras intérieur 90 mobile. Le bras intérieur 90 porte un cylindre hydraulique 92 possédant une tige de piston 94 qui porte un bras extérieur 96.Un moyen outil 98 est monté sur I'extrd- mité extérieure du bras extérieur 96 de façon à être entraîné en déplacement suivant la ligne de déplacement 76, si bien que les moyens outils 74 et 98 peuvent être allongés et rétractés suivant la ligne fictive 76, mais dans des sens opposés par rapport au bati. Un potentiomètre de réaction 100 est raccordé la tige de piston 72, et un autre moyen de commande par potentiomètre de reaction 102 est raccord a la tige de piston 94. Les deux potentiomètres sont connectés a un moyen de commande par calculateur 38 de façon que l'utilisateur puisse programmer le déplacement des outils. Relativement à la figure 1, les moyens outils 74 et 98 sont identiques et comportent chacun un moyen 106 de saisie de pièce que l'on peut faire pivoter sur trois axes de déplacement, à savoir roulis, flexion et lacet, d'une manière bien connue de l'homme de l'art. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir de l'appareil dont la description vient dtêtre donnée titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVEND I CAT IONS 1. Moyen de transfert de pièces, caractérisé en ce qu'il comprend : - un socle (12) ; - un bâti (14) monté sur le socle pour tourner sur un axe vertical ; - un premier moyen d'actionnement hydraulique (20, 22, 24, 26, 28, 30) relié au båti afin de le faire tourner d'une première position A une deuxième position et de ramener le bati de la deuxième position å la première position ; - des montants verticaux (46, 48 ; 50, 52) montés sur le bâti ; - un premier chariot (54) et un deuxième chariot (56) montés coulissants verticalement sur les montants, et un deuxième moyen d'actionnement (80 ; 82) permettant de soulever ou d'abaisser indépendamment de manière hydraulique le premier chariot et le deuxième chariot jus qu'a des hauteurs voulues par rapport au socle ; - un moyen piston-cylindre hydraulique allongé (64, 66 ; 86, 88) monté suivant une position horizontale sur chacun des chariots ;; - un premier moyen bras escamotable (58) monté sur le premier chariot pour effectuer un mouvement longitudinal horizontal, le premier moyen bras comprenant un bras horizontal intérieur (68) et un bras horizontal extérieur (75) relies au moyen piston-cylindre hydraulique, le premier moyen bras étant monté sur le premier chariot dans une position rétractée voisine du bati, les bras étant mobiles en direction d'une position allongée par l'effet d'un déplacement dans un premier sens- d'écartement par rapport au bâti - un deuxième moyen bras escamotable (60) monté sur le deuxième chariot pour effectuer un mouvement longitudinal horizontal, le deuxième moyen bras comprenant un bras horizontal intérieur (90) et un bras horizontal extérieur (96) raccordés au moyen cylindre-piston hydraulique, le deuxième moyen bras étant monté sur le deuxième chariot dans une position rétractée voisine du bâti, les bras mentionnés en dernier étant mobiles en direction d'une position allongée par l'effet d'un déplacement dans un deuxième sens, opposé au premier sens, indépendamment du premier moyen bras escamotable. 2. Moyen de transfert de pièces selon la revendication 1, caractérisé en ce qufil comporte un premier moyen de saisie de pièces (74) porte par le premier moyen bras, eut un deuxième moyen de saisie de pièces (98) porté par le deuxième moyen bras. 3. Moyen de transfert de pièces selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier et le deuxième moyen bras sont montés parallèlement A une certaine distance l'un de l'autre dans leurs positions rétractées respectives et sont horizontalement mobiles par rapport au bâti dans des sens opposés. 4. Moyen de transfert de pièces selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bati est mobile sur un arc de 1800 entre ladite première position et ladite deuxième position. 5. Moyen de transfert de pièces selon la revendication 1, caractérise en ce que le premier moyen bras est mobile horizontalement indépendamment du deuxième moyen bras et est mobile verticalement indépendamment du deuxième moyen bras. 6. Moyen de transfert de pièces selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier moyen d'actionnement hydraulique comprend une roue dentée (20) reliée au bati, une paire de cylindres hydrauliques (22, 24) montés sur le socle, des pistons (26, 28) respectivement montés dans les cylindres pour effectuer un mouvement coulissant, et une chaste (30) dont les extrémités opposées sont reliées aux pistions, la chaîne etant en prise avec la roue dentée de façon que, lorsque chacun des pistons se.déplace par rapport son cylindre associé, la roue et le bati tournent par rapport au socle. 7. Moyen de transfert de pièces selon la revendication 6, caractérisé en ce que les cylindres sont raccordés de façon que du fluide soit transféré d'une extrémité de l'un des cylindres dans l'autre des cylindres lorsque la chaste se déplace par rapport à la roue dentée. 8. Moyen de transfert de pièces selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens piston-cylindre hydrauliques (80 ; 82) respectivement montés entre le bati et chacun des premier et deuxième chariots afin d'abaisser ou de soulever les chariots jusqutà une position voulue par rapport au socle. 9. Moyen de transfert de pièces selon la revendication 1, caracterisé en ce que les premier et deuxième moyens bras (58 ; 60) sont montés rotatifs sur un axe vertical et comportent des moyens de saisie de pièces (74 ; 98) portés respectivement par les extrémités extérieures (75 ; 96) desdits moyens bras de façon 9 être horizontalement mobiles sur les cotés opposés du bati suivant une ligne commune de déplacement (76).