Brevet FR2504431A1 — publié le 19821029

Appareil à-souder du type robot. La présente invention concerne un appareil à souder du type robot utilisé principalement, lors de la fabrication de la carrosserie d'une automobile, pour effectuer un soudage par points sur le bord périphérique d'une partie ouverture de la carrosserie telle que la partie de fixation d'une porte ou similaire. Comme appareil de ce type, on connaît jusqu'à maintenant un appareil du type dans lequel la pince à souder est prévue par l'intermédiaire d'un mécanisme formant le poignet sur la partie d'extrémité avant d'un bras support s'étendant à partir du corps principal d'un robot Cependant ce type d'appareil pré- sente l'inconvénient que, pour pouvoir appliquer librement la pince à souder sur n'importe quelle partie de l'ensemble du bord périphérique de la partie ouverture ci-dessus, il est nécessaire que le bras support et le mécanisme formant le poi- gnet soient de construction relativement compliquée et que chaque partie mobile puisse effectuer des mouvements relative- ment grands, de sorte que l'on ne peut éviter que l'ensemble de l'appareil soit relativement de grandes dimensions et d'un prix élevé. La présente invention a pour but de fournir un appareil qui ne présente pas les inconvénients ci-dessus, et elle a pour objet un appareil du type dans lequel la pince à souder est prévue par l'intermédiaire d'un mécanisme formant le poignet sur la partie d'extrémité avant d'un bras support s'étendant à partir du corps principal d'un robot caractérisé en ce que le bras support est construit de manière à pouvoir se dépla- cer vers l'avant et vers l'arrière le long du corps princi- pal du robot et en ce que le mécanisme formant le poignet comporte un socle de poignet inclinable monté de manière pivotante sur la partie d'extrémité avant du bras support et un élément formant le poignet rotatif fixé à l'extrémité avant d'un bras rotatif s'étendant longitudinalement à tra- vers le socle de poignet, l'élément formant le poignet ro- tatif étant muni d'un bras extensible faisant saillie sensi- blement perpendiculairement à l'arbre rotatif et la pince à souder étant fixée à l'extrémité avant dudit bras. Un mode de réalisation de la présente invention sera maintenant décrit avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels La figure 1 est une vue latérale d'un mode de réali- sation de l'appareil de la présente invention; la figure 2 est une vue en plan de dessous de l'appareil de figure 1; la figure 3 est une vue de devant de l'appareil de la figure 1; les figures 4 et 5 sont des vues en coupe respectivement par IV-IV et V-V de figure 1; la figure 6 est une vue en coupe par VI-VI de figure 5; la figure 7 est une vue laté- rale en coupe de la partie socle de poignets les figures 8 et 9 sont des vues en coupe respective- ment par VIII-VIII et IX-IX de figure 7 et les figures 10 et 12 sont des schémas latéral et frontal expliquant le fonctionnement de l'appareil, En se référant aux dessins, la référence 1 désigne le corps principal d'un robot comprenant un soubassement de machine 2-04431 stationnaire Le corps 1 est muni sur sa surface inférieure d'un bras support 2 faisant saillie sensiblement selon la direction horizontale, le bras étant construit de manière à être déplaçable vers l'avant et vers l'arrière le long d'une paire de tiges de guidage droite et gauche 4 par un vérin de commande 3 et présentant aussi un niveau de sa partie d'extré- mité avant un mécanisme formant le poignet 5. Le mécanisme formant le poignet 5 comporte un socle de poi- gnet 7 monté de manière pivotante sur la partie d'extrémité avant du bras 2 par l'intermédiaire d'une paire d'arbres droit et gauche 6 s'étendant horizontalement comme représenté clairement dans la figure 4, et d'un élément formant le poi- gnet 9 fixé sur l'extrémité avant d'un arbre rotatif 8 s'éten- dant longitudinalement à travers le socle de poignet 7 Le socle de poignet 7 est construit de manière à être inclina- ble autour des arbres 6 par l'action d'un cylindre de comman- de 10 prévu entre celui-ci et le bras 2 et l'élément formant le poignet 9 est construit de manière à pouvoir être entraîné en rotation par l'intermédiaire de l'arbre rotatif 8 par un cylin- dre de commande il prévu en dessous, L'élément formant le poi- gnet 9 est muni d'un bras 12 faisant saillie latéralement sen- siblement perpendiculairement à l'arbre rotatif 8 et le bras 12 est muni à sa partie d'extrémité avant d'une pince à souder 13, le bras 12 étant construit pour être du type exten- sible qui peut être avancé et ramené par un cylindre de comman- de 14. Son fonctionnement est, par exemple, tel que représenté dans les figures 10 et 11, A savoir la pince à souder 13 est placée dans la partie ouverture b de la carrosserie a et est convena- blement déplacée vers n'importe quelle partie du bord périphé- rique de ladite partie, Par exemple, il est possible de modifier librement la position de la pince à souder 13 de la condition pour laquelle elle est appliquée sur la partie inférieure du bord périphérique de la partie ouverture b comme représenté par les lignes en trait plein dans la figure 10 vers la condition pour laquelle elle est appliquée sur la partie latérale supé- rieure de bord périphérique de ladite partie ouverture comme représenté par les lignes en tiretés dans la même figure De plus, il est possible de modifier librement la position de la pince 13 de la condition pour laquelle elle est appliquée sur la partie latérale inférieure du bord périphérique de la par- tie ouverture b comme représenté par les lignes en trait plein dans la figure 11 vers toutes conditions souhaitées pour la- quelle elle est appliquée sur la partie latérale gauche, la partie latérale droite ou une partie latérale oblique comme représenté par les lignes en tiretés dans la même figure. En d'autre terme, la pince à souder 13 peut effectuer tout mouvement souhaité pour être appliquée sur n'importe quelle partie de l'ensemble de la périphérie de la partie ouverture par un mouvement vers l'avant et vers l'arrière du bras sup- port 2, un mouvement d'inclinaison du socle de poignet 7, un mouvement de rotation de l'élément formant le poignet 9 et un mouvement d'extension ou de contraction du bras 12, de sorte que le soudage par points peut être effectué en toutes parties souhaitées de l'ensemble du bord périphérique, La construction fondamentale de l'appareil de la présente invention ainsi que son fonctionnement fondamental sont tels que décrits ci-dessus, mais diverses actions ont de plus été prévues dans l'exemple représenté comme décrit ci-après en détail. Tout d'abord, en raison de cela, si le socle de poignet 7 est 3 Q supporté de manière pivotante au niveau de sa partie d'extré- mité arrière sur le bras support 2, la pince à souder 13 effec- tuera un mouvement relativement important et en conséquence le positionnement dans une position déterminée devient difficile même par un mouvement d'inclinaison léger du socle 7 Ainsi, dans l'exemple représenté, le socle de poignet 7 est supporté de manière pivotante au niveau de sa partie qui est proche de l'extrémité avant sur le bras support 2, Le second point réside dans le fait que le bras 12 est cons- truit comme décrit en détail ci-après avec des buts tels qu'il peut être supporté de manière stable sur la surface avant de l'élément formant le poignet 9 et en même temps le moyen pour son extension et sa contraction peut être relativement simple et léger. A savoir, le bras 12 est constitué d'une paire de tiges de quidage droite et gauche 12 b, interconnectées aux deux extré- mités par l'intermédiaire d'entretoises 12 a comme représenté clairement dans la figure 5, et ces tiges 12 b sont aussi insé- rées à travers une paire d'éléments supports droit et gauche prévue sur la surface avant de l'élément formant le poignet 9 de manière à être montées coulissantes Une des deux tiges 12 b est munie sur une surface latérale d'une crémaillère 16, la crémaillère 16 étant en engagement avec une roue dentée 18 prévue sur la partie avant d'un support 17 s'étendant latéra- lement à partir de l'élément formant le poignet 9, le cylin- dre de commande 14 pour entraîner la roue dentée 18 étant prévu de manière fixe en avant de la roue dentée 18 De maniè- re plus détaillée, comme représenté clairement dans la figure 6, le support 17 a la forme d'un boîtier plat, la roue den- tée 18 étant logée dans ledit boîtier et le cylindre de com- mande 14 étant prévu de manière fixe sur sa surface avant Un arbre 19 s'étendant vers l'avant à partir de la roue dentée 18 est muni d'une roue dentée 20 et la roue dentée 20 est en engagement avec une crémaillère 22 formée sur la surface laté- rale d'un piston 21 qui est monté dans le cylindre 14 de ma- nière à pouvoir être déplacé vers le haut et vers le bas de sorte que la roue dentée 18 peut effectuer librement soit une rotation dans la direction normale ou une rotation dans la direction inverse et en conséquence, le bras 12 peut effectuer soit un mouvement d'extension ou un mouvement de contraction. La référence 23 désigne un galet supportant le piston 21 à partir de sa surface arrière et la référence 24 désigne une servo-vanne prévue sur la surface avant du cylindre pour commandes le fonctionnement du cylindre 14. Le troisième point concerne le mécanisme d'alimentation pour un transformateur de commande 25 fixé sur l'extrémité avant du bras 12 ensemble avec la pince à souder 13. Il était habituel jusqu'à maintenant qu'une paire de câbles d'alimentation positif et négatif 26 connecté entre le trans- formateur 25 et une source d'alimentation externe pendent vers le bas à partir du transformateur 25 et soient amenés latéra- lement tels quels, En conséquence, cette disposition présen- te l'inconvénient que les câbles 26 oscillent beaucoup dans leur ensemble lorsque l'on tourne le bras 12 et sont suscep- tibles d'interférer avec tous objets disposés sur la cir- conférence Pour éliminer cet inconvénient, le mécanisme d'ali- mentation électrique dans l'exemple représenté est construit comme décrit ci-dessous: A savoir, comme clairement représenté dans les figure 7 à 9, une paire d'ouvertures de guidage 27 s'étendant longitudina- lement sont prévues parallèlement l'une à l'autre dans l'ar- bre rotatif 8 et l'arbre 8 est muni sur son extrémité arrière d'une partie tubulaire étendue 28 faisant saillie vers l'ar- rière, Une paire de bagues d'alimentation avant et arrière qui doivent être-maintenues en contact coulissant avec les bornes d'alimentation respectives 29 placées à l'exté- rieur sont prévues de manière fixe sur la périphérie externe de la partie étendue 28 et les câbles d'alimentation ci- dessus 26 sont amenés vers l'arrière à travers la paire d'ouvertures de guidage 27 et sont connectés aux paires de bagues d'alimentation 30 au moyen de vis respectives 31 ou similaire. Dans l'exemple représenté, une paire de passages d'huile 32 pour amener de l'huile sous pression et un seul passage d'air 33 pour amener de l'air sous pression sont aussi pré-' vus parallèlement l'un à l'autre dans l'arbre rotatif 8 et ils sont mis en communication à leurs parties d'extrémité arrière avec une paire d'ouvertures d'alimentation en huile o 4431 34 et une seule ouverture d'alimentation en air 35 par lrin- termédiaire de gorges annulaires respectives 34 a, 35 a de sor- te que de l'huile sous pression et de l'air sous pression peuvent être alimentés vers l'avant par l'intérieur de l'ar- bre 8 L'huile sous pression est alimentée vers le cylindre de commande 14 pour étirer et contracter le bras 12 et l'air est alimenté vers le cylindre à air 36 de la pince à souder ci-dessus 13 afin d'ouvrir et fermer la pince 13. De plus, l Iarbre rotatif 8 est constitué par un arbre creux présentant une ouverture axiale centrale 8 a et trois câbles électriques de commande 37 pour les signaux de commande, un seul câble de terre 38 et deux conduites d'eau 39 pour amener l'eau de refroidissement sont insérés à travers l'ouverture axiale 8 a de sorte que les signaux de commande et l'eau de refroidissement peuvent être alimentés vers l'avant. Ainsi conformément à la présente invention, un travail de sou- dure couvrant tout le bord périphérique d'une partie ouvertu- re d'une carrosserie ou similaire peut être effectué à volon- té de manière à obtenir une efficacité élevée et le fonction- nement de l'appareil peut être relativement facile et simple parce qu 'on peut effectuer toutes opérations sélectives combinées à partir du mouvement vers l'avant et vers l'ar- rière du bras support, du mouvement d'inclinaison du socle de poignet, du mouvement de rotation de l'élément formant le poignet et des mouvements d'expansion et de contraction du bras, de sorte que l'ensemble de l'appareil est d'une taille et d'un prix relativement faibles, O 4431 Revendications 1 Un appareil à souder du type robot dans lequel une pince à souder 13 est prévue par l'intermédiaire d'un mécanisme formant le poignet 5 sur la partie d'extrémité avant d'un bras support 2 se prolongeant à partir du corps principal 1 d'un robot, caractérisé en ce que le bras support 2 est construit de ma- nière-à pouvoir se déplacer vers l'avant et vers l'arrière le long du corps principal du robot et en ce que le mécanisme formant le poignet 5 comporte un socle de poignet 7 inclinable monté de manière pivotante sur la partie d'extrémité avant du bras support 2 et un élément for- mant le poignet 9 rotatif fixé à l'extrémité avant d'un bras rotatif 8 s'étendant longitudinalement à travers le socle de poignet 7, l'élément formant le poignet rotatif étant muni d'un bras extensible 12 faisant saillie sensiblement perpen- diculairement à l'arbre rotatif 8 et la pince à souder 13 étant fixée à l'extrémité avant du bras 12. 2, Un appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le socle de poignet 7 est monté de manière pivotante par sa partie qui est proche de son extré- mité avant sur le bras support 2, 3, Un appareil selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 P caractérisé en ce que le bras 12 comporte une paire de tiges de guidage droite et gauche 12 b interconnectées à leurs deux extrémités par des entretoises respectives 12 a, ces tiges de guidage 12 b étant insérées à travers une paire d'éléments supports droit et gauche 15 prévus sur la surface avant de l'élément formant le poignet 9 de manière à être montées coulissantes, une des tiges de guidage 12 b étant munie sur une surface latérale d'une crémaillère 16, crémaillère qui est en engagement avec une roue dentée 18 prévue sur la par" tie avant d'un support 17 s'étendant latéralement à partir de l'élément formant le poignet 9, un cylindre de commande 14 du type hydraulique ou similaire pour entraîner la roue dentée étant prévu en avant de la roue dentée 18. 4 Un appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le bras 12 est muni à sa partie d'extré- mité avant d'un transformateur de commande 25 pour la pince à souder 13, en ce que l'arbre rotatif 8 comporte une paire d'ouvertures de guidage 27 s'étendant longitudinalement et à sa partie d'ex- trémité arrière une partie étendue 28 faisant saillie et en ce qu'uoe paire de bagues d'alimentation avant et arrière qui sont disposées pour être en contact glissant avec les bornes d'alimentation 29 latéralement à l'extérieur est prévue de-manière fixe sur la périphérie de la partie étendue 28, une paire de câbles d'alimentation positif et négatif 26 provenant du transformateur étant introduits pour passer à travers la paire d'ouvertures de guidage 27 se prolongeant vers l'arrière pour être connectés à la paire de bagues d'alimentation 30 au moyen de vis respectives 31.