Brevet FR2528344A1 — publié le 19831216

La présente invention concerne une pince, fonctionnant sous pression de fluide et notamment à air comprimé, pour robot ou analogue. La présente invention concerne également un robot ou analogue équipé d'une telle pièce. De telles pinces ont des usages multiples. Montées au bout d'un bras mobile, elles peuvent être utilisées pour prendre une pièce et la mettre en place sur un ensemble en cours de construction. Les pinces connues ne permettent pas d'effectuer des rotations de plus de un tour et demi saiis détériorer les conduits d'amenée de fluide sous pression qui sont entrainés en rotation avec la pince. Après une rotation, il faut revenir en arriere pour détordre les conduits avant l'opération suivante. Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient en réalisant une pince capable de tourner en continu sans nécessité de retour en arrière. L'invention vise ainsi une pince pour robot ou analogue, comprenant un corps, un dispositif de serrage par pression de fluide ,et des moyens d'adaptation sur le robot ou analogue. Suivant l'invention, la pince est caractérisée en ce que les moyens d'adaptation comprennent un tourillon qui est fixé au corps et destiné à être lié en rotation à un organe rotatif du robot ou analogue, et qui se trouve monté à pivotement dans un bloc destiné à être fixé à un support maintenu à écart angulaire limité relativement à des moyens d'alimentation en fluide sous pression, et en ce que ce bloc renferme des canaux communiquant d'une part avec les moyens d'alimentation en fluide sous pression et d'autre part, par l'intermédiaire de joints tournants, avec des canaux pratiqués à l'intérieur du tourillon et communiquant avec le dispositif de serrage à pression de fluide Ainsi, les conduits reliant la pince aux moyens d'alimentation en fluide sous pression ne sont plus entrainés en rotation avec la pince, de sorte que la pince peut effectuer un nombre illimité de rotations, même à des vitesses relativement élevées et sans qu'il ne soit nécessaire de ramener la pince à une position angulaire initiale après chaque opération. La pince conforme à l'invention permet ainsi, par exemple de visser directement dans l'ensemble en cours de construction une pièce qu'elle a permis d'y acheminer. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 est une vue schématique en élévation latérale d'un robot conforme à l'invention - la figure 2 est une vue en coupe axiale, selon le plan II-II de la figure 3, d'une pince conforme à l'invention fonctionnant au rapprochement des mors de pince - la figure 3 est une vue de la pince de la figure 2, avec coupe partielle selon le plan III-III de la figure 2, la pince fonctionnant à l'écartement des mors - la figure 4 est une vue en perspective avec arrachement de la pince de la figure 2 après démontage du tourillon et du bloc - la figure 5 est une vue en perspective de la culasse de la pince de la figure 4. Dans l'exemple représenté a' la figure 1, le robot comporte une colonne 1 sur laquelle est monté à coulisse à manchon 2 mu en translation par un vérin non représenté. Au manchon 2 est fixé un bras 3 l'extrémité duquel est montée une pince pneumatique 4. Celle-;i comporte un corps 6, deux mors 7 et des moyens 8 d'adaptation au support constitué par le bras 3. Par ailleurs, la pince 4 est reliée par deux conduits 9 à des moyens d'alimentation en air comprimé 11. Les moyens d'adapation 8 comprennent un tourillon 12 dont l'une des extrémités 13 est fixée au corps 6 tandis que l'autre extrémité 14 est couplée en rotation avec l'arbre de sortie 16 d'un moteur 17 fixé sur une branche horizontale (perpendiculaire à la colonne l)du support 3. Le tourillon 12 est monté en rotation dans un bloc 18 raccordé aux conduits 9 et fixé à l'extrémité libre du support 3 dirigée vers le bas parallèlement à la colonne 1. Comme le montre la figure 2, les conduits 9 communiquent avec des passages 19 pratiqués dans le bloc 18 et qui débouchent en des positions axialement espacées dans la paroi de l'alésage 21 qui accueille le tourillon 12. En alternance axiale avec les deux passages 19, la paroi de l'alésage 21 présente trois gorges 22 dans lesquelles sont montées des bagues d'étanchéité 23 en poly tétrafluoréthylène qui coopèrent avec la paroi cylindrique du tourillon 12. Entre les bagues 23, le tourillon 12 présente deux gorges 24 dont chacune communique avec l'un des passages 19. Le tourillon 12 est traversé par deux canaux 26 dont chacun communique avec l'une des gorges 24 et débouche à son autre extrémité sur la face 27 destinée à être appliquée contre le corps 6. Dans ce dernier sont ménagés deux alésages de même diamètre 28 et 29 ayant même axe XX que le tourillon 12. Dans l'un de ces alésages est monté un piston 31 garni sur son pourtour d'un joint d'étanchéité 32, qui subdivise le cylindre 28 en deux chambres étanches 33 et 34. La chambre 33 est ferme par une culasse 36, tandis que la chambre 34 est fermée par une cloison 37 qui la sépare de l'alésage 29. En outre, le corps 6 et la culasse 36 sont traversés axialement par deux canaux 38 et 39 . Chacun des canaux 38 et 39 a une extrémité qui communique avec l'un des canaux 26 du tourillon 12 et l'extrémité opposée qui est obturée par un bouchon 41. Le canal 38 communique avec la chambre 33 par une creusure 42 pratiquée dans la culasse 36. De son c ôté, le canal 39 communique avec la chambre 34 par une lumière 43. Le corps 6 et la culasse 36 sont encore traversés axialement par quatre alésages 44 (figures 4 et 5) dans lesquels sont enfilées des vis 46 (figure 2) qui sont visées dans l'extrémité 13 du tourillon 12. La chambre 34 est traversée axialement par une tige cylindrique 47 fixée au piston 31 et montée de façon étanche et coulissante dans un orifice 48 traversant la cloison 37. A son extrémité située dans la chambre 29, la tige 47 est fixée à un coulisseau 49 de forme générale cylindrique et de diamètre correspondant à celui de l'alésage 29. Le coulisseau 49 présente deux saignées 51 diamètralement opposées dans lequelles sont chevillés des axes 52 d'articulation à l'une des extrémités de biellettes 53 dont l'autre extrémité est articulée à une chape 54 que portent à-l'une de leurs extrémités deux basculeurs 56. Entre le coulisseau 49 et les basculeurs 56, chaque biellette 53 est engagée dans une encoche allongée axialement 57 qui s'étend sensiblement de la cloison 37 jusqu'à l'extrémité du corps 6 associée a' l'alésage 29. Les basculeurs 56 sont montés sur deux faces latérales externes opposées du corps 6 et sont articulés à ce dernier par des axes 58 parallèles entre eux et perpendiculaires à l'axe XX, situés à proximité de la culasse 36. A Chacun des basculeurs 56 est fixé rigidement l'un des mors 7 dela pince Dans 11 exemple représenté à la figure 2, le corps 6 est fixé au tourillon 12 de telle manière que l'alésage 29 est adjacent au tourillon 12. Par ailleurs, les mors sont dirigés à l'opposé des chapes 54 des basculeurs 56. Dans cette position, la chambre 33 étant mise sous pression, le piston 31 est repoussé vers la cloison 37, et les biellettes 53, initialement inclinées vers celle-ci, se redressent et provoquent le rapprochement des mors 7 qui sont ainsi capables de saisir par pincement un objet tel que 59. Pour ramener les mors 7 en position ouverte, il suffit de mettre la chambre 34 sous pression et de supprimer la pression dans la chambre 33. La pression nécessaire dans la chambre 34 n'est pas élevée et un joint basse pression suffit dans l'orifice 48. Mais, comme le montrent les figures 3 et 4, le corps 6 peut également être fixé au tourillon 12 par la culasse 36 de façon telle que le tourillon 12 occupe alors par rapport au corps 6 la position opposée de celle qutil occupe à a figure 2. Dans la position des figures 3 et 4, les bouchons 41 ont été ôtés de la culasse 36 et ont été mis en place à l'autre extrémité des canaux 38 et 39.Comme le montre la comparaison des figures 4 et 5, cette possibilité de choix dans le montage est notamment assurée par le fait que la face externe de la culasse 36 (figure 5) et la face du corps 6 opposée à la culasse 36 (figure 4)sont toutes deux perpendiculaires à l'axe XX et portent des moyens de fixation et de centrage sur le tourillon 12 identiques Par ailleurs, les mors 7 sont fixés aux basculeurs 56 par deux vis 61 voisines de deux angles opposés des basculeurs 56 qui sont sensiblement rectangulaires. Les vis 61 (figure 4) et les ouvertures 62 des mors 7 dans lesquels les vis 61 sont engagées, sont positionnées de façon que les mors 7 peuvent indifféremment être montés de façon à être dirigé du côté de la chape 54 des basculeurs 56 ou au contraire du côté opposé à la chape 54.Ainsi,quelle que soit la façon dont le corps 6 est fixé au tourillon 12, il est toujours possible d'orienter les mors 7 à l'opposé du bloc 18. Dans le montage des figures 3 et 4, la mise sous pression des chambres 33 ou 34 a respectivement le même effet sur lesbasculeuis 56 que dans le cas du montage de la figure 2, mais ces mouvements des basculeurs 56 ont l'effet inverse sur les mors 7 qui travaillent alors à l'écartement comme on l'a représenté sur la figure 4 où les mors 7 saisissent par son alésage interne une pièce annulaire 63. Comme les mors 7 présentent un profil externe 64 et un profil interne 66, il peuvent être indifféremment utilisés pour le travail à l'écartement ou au rapprochement. On va maintenant exposer le fonctionnement de la pince qui vient d'être décrite et du robot qui la porte. Sur le robot de la figure 1, les déplacements de la pince 4 sont assurés par translation le long de la colonne 2 ou par rotation de quelques fractions de tour autour ce celle-ci. Dans le cas de la manutention d'une vis telle que 59 (figure 2), le robot de la figure 1 est capable de la prendre dans un magasin, et de l'amener sur l'ensemble en cours de construction et de la visser directement dans la position voulue. On aura alors choisi le montage de la figure 2. Par contre, si la pièce à manipuler est une pièce creuse qu'on doit par exemple enfiler dans une cavité de l'ensemble en cours de construction, on choisira avantageusement le montage des figures 3 et 4. La transformation est extrèmement rapide à effectuer, et grâce à l'invention, la pince fonctionne dans des conditions optimales quel que soit le montage choisi. Bien entendu, l'invention n'est pas limite aux exemples récrits et représentés, et de nombreux aménagements peuvent etre apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. On peut par exemple coupler en rotation la pince à un moteur codeur, par exemple au moyen d'une courroie crantée en prise sur une roue appropriée aménagée autour de l'extrémité 13 du tourillon 12. On peut ainsi faire effectuer à la pince des rotations de valeurs angulaires bien précises. On peut également monter la pince à une extrémité d'un bras articulé. REVENDICATIONS 1. Pince pour robot ou analogue, comprenant un corps (6), un dispositif de serrage par pression de fluide (7, 28, 31), et des moyens (8) d'adaptation sur le robot ou analogue, caractérisé en ce que les moyens d'adaptation (8), comprennent un tourillon (12) qui est fixé au corps (6) et destiné à être lié en rotation à un organe rotatif (16) du robot ou analogue, et qui se trouve monté à pivotement dans un bloc (18) destiné à être fixe à un support (3) et maintenu à écart angulaire limité relativement à des moyens (9, 11) d'alimentation en fluide sous pression, et en ce que ce bloc (18) renferme des passages (19) communiquant d'une part avec les moyens d'alimentation en fluide sous pression (11) et d'autre part, par l'intermédiaire de joints tournants (23, 24), avec des canaux (-26j pratiqués à l'intérieur du tourillon (12) et communiquant avec le dispositif de serrage à pression de fluide (28). 2. Robot ou analogue comprenant une pince (4) conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un support (3) auquel est fixé le bloc (18)~de la pince (4) et qui est maintenu à écart angulaire limité relativement à des moyens d'alimentation en fluide sous pression (9,11) auxquels est relié le bloc (18) de la pince (4), et des moyens rotatifs moteurs (17) portés par le support précité (3), et auxquels est attelé le tourillon (12) de la pince (4). 3. Pince pour robot ou analogue, notamment pince conforme à la revendication 1 ou pince faisant partie du robot de la revendication 2, comprenant un corps (6), au moins deux mors (7) dont l'un au moins est mobile relativement à l'autre, et des moyens (8) pour adapter le corps (6) au robot ou analogue, caractérisé en ce que chaque mors (7) est fixé à un basculeur (56) par des moyens de fixation amovibles (61) de façon que chaque mors (7) puisse s'étendre dans au moins deux directions différentes au choix relativement au basculeur (56). 4. Pince conforme à la revendication 3, caractérisée en ce que le corps présente deux faces opposées sur lesquelles peuvent au choix etre montés de façon amovible les moyens d'adaptation (8), et en ce que les mors (7) peuvent être fixés au choix dans deux directions opposées relativement à leurs basculeurs (56). 5. Pince conforme à l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que les mors (7) s'étendent perpendiculairement à l'axe d'articulation (58) des basculeurs (56). 6. Pince pour robot ou analogue, et notamment pince conforme à l'une des revendications 1 ou 3 à 5, ou faisant partie d'un robot conforme à la revendication 2, comprenant un corps (6), au moins deux mors (7), des moyens à pression de fluide (28, 31) pour donner aux mors (7) un déplacement mutuel, et des moyens (8) pour adapter le corps (6) au robot ou analogue, caractérisé en ce que les mors (7) sont tous articulés au corps (6), en ce que ce dernier renferme un cylindre (288 dans lequel est monté un piston moteur (31) portant sur l'une de ses faces une tige (47) engagée de façon étanche dans une cloison (37) et en ce que la pince comporte en outre des biellettes (53) articulées à leurs deux extrémités dont l'une est attachée à la tige (47) du côté de la cloison (37) opposé au piston moteur (31) et dont l'autre est attachée à un mors respectif (7) à distance de son articulation avec le corps (6). 7. Pince conforme à la revendication 6, cractérisée en ce que la tige (47) porte à son extrémité opposée au piston un coulisseau (49) de forme générale cylindrique, monté à coulisse dans un alésage (29) et portant les articulation (52) pour les biellettes (53). 8. Pince conforme à l'une des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que les mors (7) sont articulés au corps (6) au voisinage de son extrémité opposée à la tige (47), selon des axes (58) sensiblement perpendiculaires à celui (XX) du cylindre (28). 9. Pince conforme à l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le piston (31) définit deux chambres étanches (33, 34) dans le cylindre (28) en ce que celle qui est traversée par la tige (47) n'est rendue étanche qu'à l'égard des basses pressions, et en ce que les moyens d'adaptation (8) peuvent être fixés au choix sur deux faces opposées du corps sensiblement perpendiculaires à l'axe (XX) du cylindre (28) et en ce que les mors (7) sont fixés chacun à un basculeur (56) articulé à la biellette associée (53) et au corps (6), cette fixation pouvant etre effectuée au choix selon deux orientations oppo sées. 10. Pince conforme à la revendication 9, caractérisée en ce que les moyens d'adaptation (8) sont traversés par des canaux d'amenée (19, 26) de fluide sous pression, en ce que ces canaux communiquent avec des canaux (38, 39) traversant axialement le corps (6) et communiquant chacun avec l'une des chambres (33, 34) du cylindre (28) et en ce que la pince t4) comporte en outre des bouchons amovibles (41) pour obturer l'extrémité des canaux (38, 39) opposée aux moyens d'adaptation (8).