Brevet FR2511918A1 — publié le 19830304

APPAREIL DE POSITIONNEMENT La présente invention concerne un appareil de positionnement permettant d'orienter un élément porte-pièce autour de deux axes différents, par exemple orthogonaux. Cet appareil est du type comprenant un élément porte-pièce monté pivotant par rapport à un support autour d'un premier axe, ce support étant luim&me monté pivotant par rapport à un support intermédiaire autour d'un second axe, des moyens pour faire pivo- ter l'élément porte-pièce par rapport à son support, et des moyens pour faire pivoter ce support par rapport au support intermédiaire. Il est facile dans un appareil de ce genre de commander à l'aide d'un moteur le pivotement du support par rapport au support auxiliaire Par contre, la commande à l'aide d'un moteur du pivo- tement de l'élément porte-pièce par rapport à son support pose un problème En effet, on pourrait prévoir un moteur d'entratnement porté par ce support Mais ce dernier serait alors relativement lourd et il faudrait de ce fait un moteur très puissant pour faire pivoter le support par rapport au support auxiliaire Il est donc avantageux que le moteur d'entraînement soit porté par le support auxiliaire ou par un bàti par rapport auquel le support auxiliaire est éventuellement mobile Mais la transmission du mouvement du moteur à l'élément porte-pièce est alors très compliquée si l'on désire que les deux mouvements soient indépendants, du fait du pivotement du support par rapport au support auxiliaire. La présente invention a pour objet un appareil de position- nement du type ci-dessus dans lequel le mouvement de pivotement de l'élément porte-pièce par rapport à son support est obtenu de manière très simple à partir d'un arbre-moteur porté par le sup- port auxiliaire. L'appareil selon l'invention est caractérisé en ce que l'é- lément porté-pièce est fixé à un arbre qui est relié à un arbre de transmission coaxial à l'axe de pivotement du support de l'é- lément porte-pièce par rapport au support intermédiaire, et en ce que cet arbre de transmission est relié à un arbre moteur porté par le support intermédiaire. 2 2511918 La transmission du mouvement de l'arbre moteur à l'élément porte-pièce-est ainsi très simple Cependant, le mouvement de pi- votement du support de l'élément porte-pièce par rapport au support intermédiaire n'est pas indépendant; il entra ne un mouvement de pivotement parasite de l'élément porte-pièce par rapport à son sup- port Mais il est facile d'y remédier soit en tenant compte de ce mouvement parasite dans le mouvement de pivotement qu'on imprime à l'élément porte-pièce, soit en prévoyant des moyens de compensa- tions électroniques. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, le sup- port intermédiaire es t porté par deux bras qui sont articulés sur un deuxième support intermédiaire, ledit arbre moteur est relié par une transmission portée par l'un des bras a un premier moteur porté par ce deuxième support intermédiaire, et des moyens de pi- votement du support de l'élément porte-pièce par rapport au premier support intermédiaire sont reliés à un second arbre moteur lui-même relié par une transmission portée par l'autre bras à un second mo- teur également porté par le deuxième support intermédiaire. Dans ces conditions, l'élément porte-pièce dispose de trois degrés de liberté On peut non seulement le faire pivoter suivant deux axes différents, mais on peut régler par exemple sa position en hauteur si les bras sont articulés par rapport au second support intermédiaire autour d'un axe horizontal De plus, les deux moteurs de commande des mouvements de pivotement sont-portés par le second support intermédiaire, c'est-àdire par un organe ne subissant pas de mouvement de pivotement; les masses à faire pivoter sont ainsi relativement faibles et les moteurs de commande peuvent n'avoir qu'une puissance réduite. Le premier support intermédiaire peut être articulé sur les bras, autour de l'axe des deux arbres moteurs et être relié au se- cond support auxiliaire par un bras manivelle et une tringle. Le bras manivelle et la tringle peuvent former avec les bras et le second support intermédiaire un parallélogramme articulé. Dans ce cas, le premier support auxiliaire a un mouvement de trans- lation lorsque les bras pivotent. La tringle peut également avoir une longueur réglable Dans ce cas, on peut faire pivoter le premier support auxiliaire par rapport aux bras et l'élément porte-pièce bénéficie d'un degré de liberté supplémentaire. Le second support intermédiaire est avantageusement constitué par un chariot pouvant se déplacer horizontalement par rapport à un b Sti fixe L'élément porte-pièce jouit ainsi de quatre degrés de liberté et même de cinq si la tringle est de longueur réglable, de sorte qu'on peut pratiquement amener le plateau porte-pièce dans toute position désirée. Pour faire pivoter les bras par rapport au chariot, ces bras sont avantageusement fixés sur un arbre qui est monté pivotant par rapport au chariot et porte un pignon relié à un second pignon mon- té sur un arbre cannelé, lui-même monté pivotant par rapport au bati et relié à un moteur d'entra nement porté par ce bâti Ce mo- teur d'entratnement est ainsi disposé à poste fixe Il est avan- tageux que l'arbre cannelé soit coaxial au pivot de la tringle sur le chariot. L'appareil selon l'invention est particulièrement applicable à la mise en position d'une pièce qui doit être transférée d'une machine à une autre en occupant des positions différentes dans les deux machines Dans ce cas, la direction de déplacement du chariot par rapport au bftti fixe doit être différente de la direction de transfert, par exemple perpendiculaire à cette dernière direction. On a décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'appareil selon l'invention, avec réfé- rence aux dessins annexés dans lesquels: La Figure 1 est un schéma montrant l'utilisation de la machine; La Figure 2 en est une vue en plan; La Figure 3 en est une vue en élévation; La Figure 4 en est une vue en bout; La Figure 5 est une vue en coupe transversale du coulisseau de l'appareil; La Figure 6 en est une coupe suivant VI-VI de la Figure 5; La Figure 7 est une vue schématique en élévation montrant le montage de l'élément porte-pièce de l'appareil par rapport au cou- lisseau; La Figure 8 est une vue en coupe horizontale suivant VIII- VIII de la Figure 7; La Figure 9 montre une variante de la Figure 7. Tel qu'il est représenté à la Figure 1, l'appareil est destiné à mettre en position une pièce P et est désigné d'une façon généra- le par la référence 1; il est interposé à poste fixe entre d'une part une première machine 2 a, par exemple une presse, et un dispo- sitif de translation 3 a, et d'autre part un dispositif de trans- port intermédiaire schématisé en 4, un-deuxième dispositif de trans- 1 ation 3 b et une deuxième machine 2 b qui peut également être une presse En fonctionnement, le dispositif de translation 3 a saisit, ' par exemple à l'aide de ventouses 5, une pièce P qui vient de su- bir une opération donnée dans la machine 2 a et 1 ' amène en Pl sur une forme de support 6 portée par 1 'appareil 1 Ce dernier modifie la position angulaire de l'objet P, sa position en hauteur ainsi que sa position dans une direction perpendiculaire en plan du dessin et l'amène en P 2 au dispositif de transport intermédiaire 4 Celui- ci délivre en P 3 la pièce au deuxième dispositif de translation 3 b qui l'amène à la deuxième machine 2 b comme indiqué en P 4. L'appareil 1 comprend un bâti fixe 7 par rapport auquel un chariot 8 peut se déplacer horizontalement, dans une direction qui est perpendiculaire au plan de la Figure 1, donc à la direction de transfert A cet effet, le bâti 7 est solidaire d'un rail infé- rieur 9 a coopérant avec des galets 10 dont les axes sont horizon- taux et portés par le chariot 8, et d'un rail supérieur 9 b coopé- rant avec des galets lla et 11 b dont les axes sont respectivement verticaux et horizontaux et qui sont également portés par le cha- riot 8 La référence 12 désigne des amortisseurs de fin de course. Sur le chariot 8 est fixé l'un des brins d'une courroie cran- tée 13 qui passe sur une poulie d'entraînement calée sur l'arbre de sortie 14 d'un groupe moto-réducteur 15 porté par le b Rti 7. Un pignon 16 est monté à rotation par rapport au chariot 8 par l'intermédiaire de roulements 17 (Figure 6) Ce pignon est claveté coulissant sur un arbre cannelé 18 qui est monté à rota- tion dans des paliers fixes non visibles au dessin et est relié à l'arbre de sortie 19 d'un groupe moto-réducteur 20 porté par le bâti 7 Le pignon 16 est en prise avec un secteur denté 21 calé sur un arbre 22 monté à rotation par rapport au chariot 8 (voir Figure ) Sur cet arbre est calé un pignon 23 en prise avec un deuxième secteur denté 24 calé sur un arbre 25 qui est monté pivotant par rapport au chariot 8 par l'intermédiaire de roulement 25 a On voit ainsi que le groupe moto-réducteur 20 permet de faire pivoter l'arbre 25, quelle que soit la position du chariot 8 par rapport au biti 1. Sur l'arbre 25 sont fixés deux bras 26 a et 26 b Un support auxiliaire 27 est monté pivotant par l'intermédiaire de roulements 28 autour de deux demi-arbres 29 a et 29 b portés par ces bras Une biellette 30 est articulée d'une part sur le chariot 8, autour de l'axe 31 de l'arbre cannelé 18 et d'autre part sur un bras 32 so- lidaire du support 27 La bielle 30 est parallèle aux bras 26 a et 26 b et de mêms longueur que ceux-ci L'ensemble constitue donc un parallélogramme articulé de sorte que le support 27 se déplace en restant parallèle à lui-même lorsque l'arbre 25 pivote. Un support 33 est monté pivotant par rapport au support au- xiliaire 27, par l'intermédiaire de roulements 34 dont l'axe est perpendiculaire à celui des deux demi-arbres 29 a et 29 b Ce sup- port est solidaire d'un pignon 35 en prise avec un pignon 36 calé sur le demi-arbre 29 a Ce dernier porte une poulie 37 qui est re- liée par une courroie 38 passant à l'intérieur du bras 26 a à une poulie 39 calée sur l'arbre de sortie d'un groupe moto-réducteur 40 porté par le chariot 8 Cet arbre de sortie est coaxial à l'ar- bre 25. Un plateau porte-pièce 41 est fixé sur un arbre 42 qui est monté pivotant dans le support 33 par l'intermédiaire de roulements 43 et dont l'axe est perpendiculaire à l'axe de pivotement de ce support et à celui des deux demi-arbres 29 a et 29 b L'arbre 42 2 2511918 porte un pignon conique 44 qui est en prise avec un pignon conique Celuici est fixé sur un arbre 46 qui est coaxial à l'axe de pivotement du support 33 et est porté par ce support par l'inter- médiaire de roulement 47. L'arbre 46 porte un second pignon conique 48 en prise avec un pignon conique 49 calé sur le demi-arbre 29 b Ce dernier porte une poulie 50 qui est reliée par une courroie 51 passant à l'inté- rieur du bras 26 b à une poulie 52 calée sur l'arbre de sortie, co- axial à l'arbre 25, d'un groupe moto-réducteur 53 porté par le chariot 8. Pour amener la pièce P de la position P à la position P 2, on commande le moteur 15 de façon à déplacer la pièce dans la di- rection perpendiculaire au plan de la Figure 1, ainsi que le moteur pour le déplacer en hauteur Ce déplacement s'accompagne d'un déplacement parasite dans le sens de transfert; mais on compense ce déplacement en modifiant en conséquence la course du dispositif de transfert intermédiaire 4, Par action sur le moteur 40, on ré- gle l'inclinaison par rapport à l'axe vertical de l'axe du plateau support 41, c'est-à-dire de l'arbre 42 Lorsque le support 33 pi- vote, le pignon 44 qui est en prise avec le pignon 45 fixe et dont l'axe se déplace, pivote également L'inclinaison de l'axe du pla- teau support 41 s'accompagne donc d'un pivotement parasite de ce plateau Enfin, par action sur le moteur 53, on fait pivoter le plateau 41 autour de son axe pour lui donner la position désirée, compte tenu du pivotement parasite indiqué ci-dessus. Dans la variante de la Figure 9, la bielle 30 est remplacée par une bielle de longueur réglable comprenant un élément 53 dans lequel un écrou 54 peut tourner, mais est immobilisé axialement, et une vis 55 montée dans cet écrou L'écrou 54 est taillé extérieu- rement en forme de pignon et est en prise avec un pignon 56 calé sur l'arbre de sortie d'un moteur 57 solidaire de l'élément 53 Le mo- teur 57 permet ainsi de faire pivoter le support intermédiaire 27 autour de l'axe des demi-arbres 29 a et 29 b Comme dans cette varian- te on peut, compte tenu des déplacements permis par les dispositifs 3 a,3 b et 4, déplacer le plateau 41 dans trois directions orthogona- les et le faire pivoter autour de trois axes orthogonaux, on peut amener la pièce P dans n'importe quelle position dans l'espace désirée. Il va de soi que la présente invention ne doit pas être con- sidérée comme limitée au mode de réalisation décvit et représenté, mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. 8 25 11918 REVENDWCATMIS 1 Appareil de positionnement comprenant un élément porte- pièce monté pivotant par rapport à un support autour d'un premier axe, ce support étant lui-même monté pivotant par rapport à un support intermédiaire autour d'un second axe, des moyens pour faire pivoter l'élément porte-pièce par rapport à son support, et des moyens pour faire pivoter ce support par rapport au support inter- médiaire, caractérise en ce que l'é 61 ément porte-pièce ( 41) est fixé à un arbre ( 42) qui est relié à un arbre de transmission ( 46) co- axial à l'axe de pivotement du support ( 33) de l'élément porte- pièce par rapport au support intermédiaire ( 27) et en ce que cet arbre de transmission ( 46) est relié à un arbre moteur ( 29 b) porté par le support intermédiaire 27. 2 Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1 ' axe de pivotement de 1 'élément porte-pièce ( 41) par rapport à son support ( 33) est perpendiculaire à l'axe de pivotement de ce support ( 33) par rapport au support intermédiaire ( 27). 3 Appareil selon la revendication 1, caractérisé e D ce que le support intermédiaire ( 27) est porté par deux bras 26 a et 26 b qui sont articulés sur un deuxième support intermédiaire 8, en ce que ledit arbre moteur ( 29 b) est relié par une transmission ( 50- 51-52) portée par l'un des bras ( 25 b), à un premier moteur 53 porté par ce deuxième support intermédiaire ( 8), et en ce que des moyens de pivotement 35 du support de l'élément porte-pièce ( 41) par rap- port au premier support intermédiaire ( 33) sont reliés à un second arbre moteur ( 29 a) lui-même relié par une transmission 37-38-39 portées par l'autre bras 26 a à un second moteur 40 également porté par le deuxième support intermédiaire ( 8) 4 Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'axe des deux arbres moteurs 29 a et 29 b est perpendiculaire à l'axe de pivotement de l'élément porte-pièce ( 41) par rapport à son sup- port ( 33) ainsi qu'à l'axe de pivotement de ce support ( 33) par rapport au support intermédiaire ( 27). Appareil selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le premier support intermédiaire 27 est articulé sur les 11918 bras 26 a et 26 b, autour de l'axe des deus arbres moteurs ( 29 a et 29 b_ et relié au second support auxiliaire ( 8) par un bras mani- velle ( 32) et une tringle ( 30). 6 Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le bras manivelle ( 32) et la tringle forment avec les bras ( 26 a et 26 b) et le second support intermédiaire ( 8) un parallélogramme articulé. 7 Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que la tringle est de longueur réglable. 8 Appareil selon l'une des revendications 3 à 7, caracté- risé en ce que le second support intermédiaire ( 8) est constitué par un chariot pouvant se déplacer horizontalement par rapport à un bati fixe ( 7). 9 Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les bras 26 a et 26 b sont fixés sur un arbre 25 qui est monté pivotant par rapport au chariot ( 8) et porte un pignon ( 24) relié à un second pignon ( 16) montë sur un arbre cannelé ( 18) lui-même pivotant par rapport au bati 7 et relié à un moteur d'entra Ine- ment porté par ce bati. 10 Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'arbre cannelé est coaxial au pivot de la tringle ( 30) sur le chariot ( 8). 11 Application de l'appareil selon l'une des revendications 8 à 11 à la mise en position d'une pièce devant être transférée d'une machine à une autre en occupant des positions différentes dans les deux machines, la direction de déplacement du chariot ( 8) par rapport au b Sti fixe ( 7) étant différente de la direction de transfert, par exemple perpendiculaire à cette dernière direc- tion.