Brevet FR2527966A1 — publié le 19831209

La présente invention concerne un robot pour la manipulation automatique de pièces, lequel est destiné plus particulièrement mais non exclusivement à être associé à une presse à injecter pour la fabrication de pièces en matière plastique. On connaît déjà des manipulateurs d'extraction ou d'insertion de pièces qui sont associés à des presses à injecter dans le but dtaugmenter la sécurité et d'abaisser le prix de revient des pièces fabriquées par un accroissement de la cadence de production. Les manipulateurs de ce genre qui sont connus actuellement, sont pour la plupart du type pneumatique et ils exigent impérativement l'emploi de butées mécaniques pour assurer la précision de la mise en position des éléments mobiles. Ces butées sont réglables ir.-nuellement et le réglage de ces butées entraîne par conséquent, lors du passage d'une série de fabrication à une autre série, une perte de temps relativement importante pour permettre la mise en place des butées réglables dans les nouvelles positions qu'elles doivent occuper pour la fabrication des nouvelles pièces. La présente invention vise essentiellement à remédier à ces inconvénients en procurant un robot de conception particulièrement simple et permettant d'obtenir une très grande précision de la mise en position de ses éléments mobiles sans faire appel à des butées réglables. A cet effet ce robot pour la manipulation de pièces, destiné notamment à l'extraction et à l'insertion de pièces sur des presses à injecter, comportant un actionneur pour chacun des trois axes X, Y et Z suivant lesquels doivent être effectués les mouvements élémentaires, est caractérisé en ce que chaque actionneur est constitué par un vérin amplificateur linéaire électro-hydraulique comprenant un moteur électrique de commande fonctionnant pas à pas, une valve d'asservissement hydraulique entraînée par ce moteur, un dispositif de contre-réaction en position et un servovérin alimenté par la valve, et en ce qu'il comprend une unité de commande numérique comportant une unité centrale a microprocesseur, une mémoire morte pour contenir le pro gramme et les caractéristiques d'exploitation, une mémoire vive, une horloge temps réel et base de temps, une unité de lecture d'un support d'enregistrement magnétique, un ensemble clavier afficheur, tous ces éléments étant reliés à l'unité centrale à microprocesseur, laquelle est également connectée à un bloc interface d'entrées-sorties avec le milieu extérieur. Les actionneurs utilisés dans le robot suivant l'invention sont avantageusement du type connu dans le commerce sous le nom de "SIG". Le robot suivant l'invention offre l'avantage de permettre une mise en position avec une très grande précision de l'ordre de + ou - O, mm sur les courses, et ce à des vitesses supérieures à celles obtenues avec les manipulateurs connus actuellement. La vitesse peut en effet atteindre 1,5 m/s. Lorsque le robot est utilisé conjointement avec une presse à injecter, on utilise avantageusement le circuit hydraulique sous pression de la presse à injecter comme source de puissance hydraulique pour le robot. Autrement dit le robot est connecté directement à la source de pression hydraulique de la presse à injecter. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel la figure unique est un schéma synoptique d'un robot pour la manipulation de pièces. Le robot suivant l'invention comprend trois actionneurs 1X, 1Y, 1Z qui sont destinés à commander le déplacement d'un organe de préhension respectivement suivant un axe horizontal longitudinal X, suivant un axe horizontal transversal Y et suivant un axe vertical Z. Chacun des actionneurs 1X, lv, 1Z est constitué par un vérin amplificateur linéaire électro-hydraulique du type connu dans le commerce sous le nom de "SIG". Chacun de ces actionneurs comprend un moteur de commande électrique 2 du type pas à pas qui entraîne une valve d'asservissement hydraulique 3 laquelle est connectée à un servo-vérin 4. Un dispositif de contre-réaction de position 5 est également prévu dans chaque actionneur. Le moteur pas à pas commande ainsi directement l'amplificateur linéaire.A chaque pas de rotation du moteur de commande 2 l'amplificateur linéaire répond par un déplacement correspondant du piston du servo-vérin 4. La puissance hydraulique est fournie par une source 6 qui peut être la source de pression hydraulique de la presse à injecter à laquelle le robot est associé. Cette source 6 est connectée à l'entrée de la valve d'asservissement 3 dont la sortie est reliée à la biche de retour 7. Le moteur de commande pas à pas agit également comme dispositif de mesure de la position axiale de la tige du servo-vérin. On évite ainsi une détection coûteuse du déplacement au moyen d'un dispositif de mesure auxiliaire. La vitesse d'avance du piston de travail du servo-vérin 4 correspond à la fréquence des impulsions appliquées au moteur de commande 2, avec une grande précision. Dans une forme d'exécution non limitative de ltin- vention la pression maximale de travail est de 160 bars, la viteaFP d'avance maximale est de 1,5 m/s, l'incrément de course de la tige du vérin 4, par pas de rotation du moteur de commande 2, est de 0,05 à 0,01 Mm et la précision de la mise en position, sur une course de 500 mm, est de 0,05 à 0,01 Mm. Les trois actionneurs 1X, 1Y et 1Z sont reliés à une unité de commande numérique 8 laquelle comprend une unité centrale à microprocesseur 9 qui est reliée à trois blocs logiques d'asservissement lUX, lOY, lUZ associés respectivement aux trois axes X, Y et Z. L'unité centrale à microprocesseur 9 est également reliée à un bloc logique de commande des axes supplémentaires 11, destiné à commander les mouvements additionnels de poignet nécessaires pour la préhension et le déplacement des pièces. Chaque bloc logique d'asservissement lox, lOY, lOZ est connecté, à sa sortie, au moteur de commande 2 des actionneurs correspondants 1X, 1Y, 1Z pour fournir à ce moteur les impulsions appropriées suivant le programme.En retour le moteur de commande 2, agissant en tant qu'organe de mesure, est relié au bloc logique d'asservissemert correspondant pour donner une indication de la position instantanée de la tige mobile du servo-vérin 4 correspondant. L'unité centrale à microprocesseur 9 est également reliée à une mémoire morte 12 contenant le programme et les caractéristiques d'exploitation, à une mémoire vive 13, à une unité 14 de lecture d'un support d'enregistrement magnétique tel que disquette, cassette, carte, à une horloge temps réel et base de temps 15 et à un ensemble clavierafficheur 16 pour l'introduction des données fugitives. L'unité de commande numérique 8 comporte également un bloc interface d'entrées-sorties 17 assurant la communication avec le milieu extérieur. Ce bloc interface 17 établit la liaison entre l'unité centrale à microprocesseur 9 et des capteurs surveillant certains paramètres du milieu extérieur tels que la pressions de l'huile, la position relative entre le robot et la machine à laquelle il est associé, le cycle machine, la présence du secteur électrique et les sécurités humaines installées sur la machine. L'unité de commande numérique 8 surveille également le bon fonctionnement interne de ses organes logiques tels que la tension d'alimentation, l'écriture mémoire, le fonctionnement des asservissements, la présence de la base de temps, la présence des tensions d'alimentaion, et elle surveille aussi le bon fonctionnement des organes de puissance par le contrôle des moteurs 2. L'ensemble clavier-afficheur 16 comporte un clavier à touches alphanumérique, un clavier à touches de fonction, un afficheur alphanumérique par matrice et un jeu de boutons de manoeuvre. Cet ensemble constitue l'organe de dialogue et permet d'entrer dans l'unité 8 les paramètres d'application, de contrôler le déroulement du logiciel, de lancer des tests de vérification du matériel, de commander manuellement l'avance du robot et d'utiliser des fonctions clavier pour la maintenance et la vérification du logiciel. REVENDICATONS 1.- Robot pour la manipulation de pièces, destiné notamment à l'extraction et à l'insertion de pièces sur des presses à injecter, comportant un actionneur pour chacun des trois axes X, Y et Z suivant lesquels doivent être effectués les mouvements élémentaires, caractérisé en ce que chaque actionneur (lX,lV,lZ) est constitué par un vérin amplificateur linéaire électro-hydraulique comprenant un moteur électrique de commande(2) fonctionnant pas à pas, une valve d'asservissement hydraulique (3) entraînée par ce moteur, un dispositif de contre-réaction en position(5) et un servovérin(4) alimenté par la valve (3) , et en ce qu'il comprend une unité de commande numérique (8) comportant une unité centrale à microprocesseur (9) , une mémoire morte (12) pour contenir le programme et les caractéristiques d'exploitation, une mémoire vive (13) , une horloge temps réel et base de temps (15) , une unité (14) de lecture d'un support d'enregistrement magnétique, un ensemble clavier afficheur (16), tous ces éléments étant reliés à l'unité centrale à microprocesseur (9), laquelle est également connectée à un bloc interface (17) d'entrées-sorties avec le milieu extérieur. 2.- Robot suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des actionneurs (1X, lv, 1Z) est constitué par un vérin du type connu sous le nom de "SIG". 3.- Robot suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est connecté au circuit hydraulique sous pression d'une presse à injecter à laquelle il est associé et qui constitue la source de puissance hydraulique (6) pour le robot.