Brevet FR2526356A1 — publié le 19831110

La présente invention est relative à un système d'arrêt utilisable pour la commande d'un arbre pivotant, notamment pour des dispositifs de préhension. Le brevet DE/OS 2 111 495 décrit un dispositif d'amortissement et d'arrêt de mouvement de rotation d'un arbre qui porte le dispositif de préhension d'un robot Une pièce de blocage, qui tourne avec l'arbre, comporte un premier élément, qui va s'appliquer contre des éléments d'amortissement, et un deuxième élément qui va s'appliquer contre des butées fixes Les éléments d'amortissement et les butées fixes sont montés, de manière à pouvoir être réglés, sur le bâti formant enveloppe qui porte l'arbre. La pièce de blocage rencontre d'abord un élément d'amortis- sement, ce qui a pour effet de ralentir le mouvement de rotation de l'arbre, qui s'arrête dès qu'une butée fixe vient empêcher toute rotation ultérieure de la pièce de blocage et de l'arbre Les butées fixes limitent l'angle de rotation de l'arbre et, par conséquent, l'amplitude du pivotement du dispositif de préhension Pour obtenir une amplitude différente de celle que permet la position des butées fixes, il faut modifier l'installation à la main. Le brevet DE/OS 2 903 185 décrit un dispositif dans lequel l'arbre qui porte le dispositif de préhension d'un robot s'engage, par son extrémité arrière, dans une enveloppe montée à l'extrémité du bras horizontal d'un dispositif de préhension A l'intérieur de cette enveloppe, l'extrémité de l'arbre porte un levier d'arrêt à deux bras monté de manière à ne pas pouvoir tourner par rapport à l'arbre L'enveloppe comporte également un dispositif d'amor- tissement et des butées Entre ces éléments, le levier d'arrêt peut pivoter, sous l'action de l'arbre, lui-même entraîné, de telle manière qu'en arrivant à la fin de son domaine de pivotement l'une des extrémités du levier vienne en contact avec le dispositif d'amortissement ce qui a pour effet de retarder le mouvement de rotation ultérieur jusqu'à l'arrêt qui se produit lorsque l'autre extrémité du levier recontre une butée Le maintien du contact est alors assuré par un moment d'entraînement persistant Le domaine de pivotement de l'arbre et, par conséquent, du dispositif de préhension est déterminé par la position des butées compte tenu de la forme du levier d'arrêt qui ne corres- pond qu'à un seul domaine de pivotement En donnant au levier d'arrêt des formes différentes, on obtient chaque fois des domaines de pivotement différents, mais il faut que l'opération s'effectue à la main Il en résulte, dans les deux cas envisagés, pour le robot comxle pour les machines qui lui sont associés, des arrêts assez longs. De plus, les deux solutions envisagées à cause des deux positions terminales ne sont pas applicables au cas d'un dispositif de préhension double, car il faut dans ce cas deux positions pour l'emmagasinage et deux positions pour l'alimentation, donc quatre positions de pivotement en tout. Le but de l'invention est de permettre d'obtenir plus de deux positions de pivotement du dispositif de préhension sans temps d'arrêt pour les modifications de forme de l'appareil. Le but de l'invention est de permettre d'obtenir plus de deux positions de pivotement du dispositif de préhension double, car il faut, dans ce cas, deux positions pour l'emmagasinage et deux positions pour l'alimentation, donc quatre positions de pivotement en tout. Le but de l'invention est de permettre d'obtenir plus de deux positions de pivotement du dispositif de préhen- sion sans temps d'arrêt pour les modifications de forme de l'appareil. Or, les déficiences techniques des dispositifs décrits ci-dessus résultent de la fixation des surfaces de butée aux extrémités d'un domaine de pivotement et de la nécessité d'effectuer à la main les opérations permettant de modifier ce domaine. L'invention a donc pour objet, afin d'éliminer ces causes, la réalisation d'un système d'arrêt pour dis- positif de préhension pivotant qui comporte un bâti formant enveloppe contenant un arbre pivotant entraîné par un dispositif de commande et deux surfaces de butée qui tour- nent sous l'action de l'arbre pivotant et en limitant les mouvements de rotation dans deux sens opposés du fait que chacune des surfaces de butée rencontre, après un ralen- tissement préalable, une butée fixée sur l'enveloppe, le maintien dans cette position de fin de pivotement étant ensuite assuré par un moment d'entraînement agissant en permanence et la position des surfaces de butée par rapport à l'arbre pivotant pouvant se modifier automati- quement. Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait que les deux surfaces de butées sont fixées sur une bague de butée qui est montée de manière à pouvoir tourner librement sur l'arbre pivotant et constitue l'une des parties d'un accouplement intercalaire dont l'autre partie est constituée par une bague d'accouplement qui est montée sur l'arbre pivotant, à cbté de la bague de butée, de manière à ne pas tourner par rapport à l'arbre, mais à pouvoir se déplacer dans le sens axial sous l'action d'une commande linéaire L'accouplement interca- laire est un accouplement d'entraînement de forme adaptée comportant plusieurs couples d'éléments d'entraînement, un certain jeu étant prévu entre les éléments d'entraînement de la bague de butée et les éléments d'entraînement de la bague d'accouplement qui leur sont appariées, sur tout le pourtour de la circonférence sur laquelle ces éléments sont répartis Les éléments d'entraînement de la bague d'accouplement sont des chevilles faisant saillie suivant des axes parallèles et ceux de la bague de butée sont des trous allongés, ces trous allongés et ces chevilles étant répartis en nombre égal sur le pourtour de la circonférence. Le dispositif de commande linéaire est une commande par ressort de piston Le piston est un plongeur qui est fixé à une calotte qui est reliée solidement à la bague d'accouple- ment et contient, dans une cavité, un disque et des ressorts de pression qui prennent appui, d'un coté, sur la bague d'accouplement et de l'autre côté, sur le disque qui est fixé, sans pouvoir tourner par rapport à lui, sur l'arbre pivotant qui comporte, à son extrémité opposée au dispo- sitif de préhension, une cavité cylindrique de même axe que l'arbre et dans laquelle s'engage le piston. Dans ces conditions, alors que le système d'arrêt comporte, après comme avant, un angle de pivotement cons- tant, l'arbre pivotant peut se libérer du système d'arrêt et effectuer, sous l'action d'un dispositif de commande, des déplacements partiels qui sont déterminés par le nombre des paires d'éléments d'accouplement Ces éléments d'accouplement agissent comme une sorte de dispositif de subdivision Lorsqu'il n'y a pas accouplement et que le système d'arrêt ne fonctionne pas, l'arbre pivotant peut effectuer tous les déplacements partiels que l'on veut, après quoi, lorsque les éléments d'accouplement s'engagent les uns dans les autres, le système d'arrêt se met à fonctionner et arrête le mouvement de pivotement La com- mande de la manoeuvre d'accouplement entre le système d'arrêt et l'arbre pivotant s'effectue par exemple, d'une manière connue, au moyen de cames de commande montées sur l'arbre pivotant Cette séparation du système d'arrêt et de l'ar- bre pivotant permet une modification automatique, suivant des valeurs déterminées à l'avance, de l'angle de pivote- ment, ce qui évite tout temps d'arrêt pour une opération faite à la main. L'invention est décrite ci-dessous d'une manière plus détaillée au moyen d'un exemple de réalisation en se référant au dessin. La fig 1 est une coupe longitudinale d'un arbre pivotant de son dispositif de commande et d'entraînement et du système d'arrêt. La fig 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la fig 1. La fig 1 représente un arbre pivotant 1 monté dans une enveloppe 2 de manière à pouvoir tourner On n'a pas représenté la partie extérieure de cet arbre 1 pivotant qui est en porte-à-faux vers la droite et à l'extrémité de laquelle est fixé un dispositif de préhension Le pivotement de cet organe de préhension s'effectue sous l'action de l'arbre pivotant 1 qui est relié, par l'intermédiaire d'une courroie dentée 3 et d'un accouplement à glissement 4, à un organe de commande et d'entrainement 5 qui est monté sur le bâti 2 formant enveloppe et comporte un frein de moteur 5 1 Du côté opposé au dispositif de préhension, l'arbre pivotant comporte une cavité cylindrique 6 en forme de trou borgne de même axe que lui Cette cavité sert de logement à un piston-plongeur 7, qui, du côté arrière, est relié rigide- ment à une calotte 8 qui peut se déplacer dans le sens axial et délimite un espace annulaire libre 8 1 qui entoure l'arbre pivotant 1 et contient un disque 9 et des ressorts de pression 10 Le disque 9 est fixé, de manière à avoir le même axe que lui, sur le bout de l'arbre pivotant 1 et comporte, sur sa surface annulaire qui n'est pas tournée vers la calotte, des ressorts de pression 10 qui prennent appui sur lui et dont les-autres extrémités prennent appui sur une bague d'accouplement 11 qui est montée sur l'arbre pivotant 1 de manière à avoir le même axe que lui, est relié à la calotte 8 et peut se déplacer, comme celle-ci, dans le sens axial Du côté opposé aux ressorts de pression , la bague d'accouplement 11 comporte des goupilles 11, qui font saillie suivant des axes parallèles et sont unifor- mément réparties sur le pourtour d'une circonférence A côté de la bague d'accouplement 11, l'arbre pivotant 1 porte également montée de manière à avoir le même axe que lui une bague de butée 12 Cette bague ne peut pas se déplacer dans le sens axial, mais peut pivoter librement et comporte, au niveau de sa surface annulaire tournée vers les chevilles 11.1,des trous allongés 12 1 qui sont répartis sur une circonférence de même rayon que les chevilles 11 1, en nombre égal et de la même façon La figure 2 montre que la bague de butée 12 comporte deux butées 13 ayant chacune une surface de butée 13 1 ou 13 2 placée dans l'une des deux directions de pivotement Sur le trajet de rotation de chacune de ces surfaces de butée, l'appareil comporte un amortisseur 14 fixé à l'enveloppe 2 L'enveloppe 2 compor- te en plus un commutateur 15 auquel correspondent des cames 15 1 qui sont montées sur l'arbre pivotant 1 et dont une seule est représentée sur la fig 1 La fig 1 montre également que le milieu de pression arrive à la cavité cylindrique 6 en traversant la bague de butée 12 en passant par une canalisation 16. Le système d'arrêt qui fait l'objet de l'inven- tion fonctionne de la manière suivante. La fig 2 représente le système d'arrêt dans l'une de ses positions terminales Dans cette position, la surface de butée 13 1 pousse l'amortisseur 14 correspondant dans sa position extrême Le maintien dans cette position est assuré par un moment d'entraînement efficace dont l'am- plitude en hauteur est limitée par l'accouplement à glisse- ment 4 et par l'enclenchement du frein de moteur 5 1 De là, le faisceau des forces est transmis, par l'accouple- ment à glissement 4, la courroie dentée 3 et l'arbre pivo- tant 1, jusqu'à la bague d'accouplement 11 qui prend alors la position axiale indiquée par la fig 1 Le piston-plcngur 7 n'est plus alors soumis à l'action du milieu de pression, de sorte que les ressorts de pression 10 le poussent, avec la calotte 8 et la bague d'accouplement 11, contre la bague de butée 12 et que ses chevilles 11 1 entraînent la bague de butée 12. Lorsque le dispositif de préhension, c'est-à- dire l'arbre pivotant ldoit quitter cette position termi- nale pour aller occuper la position terminale opposée, on inverse la polarité du dispositif de commande ou dispositif d'entraînement 5 et le frein de moteur 5 1 se desserre La surface de butée 13 1 s'écarte alors de l'amortisseur 14 Le piston-plongeur 7 est en même temps soumis à l'action du milieu de pression, de sorte que la bague d'accouplement 11,entraînée par l'arbre pivotant 1, fait sortir ses che- villes 11 1 hors des trous allongés 12 1 en s'opposant à la force exercée par les ressorts de pression 10 L'arbre pivotant 1 se trouve alors libéré du système d'arrêt et peut tourner d'une ou plusieurs subdivisions angulaires. Ces subdivisions angulaires sont déterminées par la distance entre les extrémités de deux trous allongés conti- gus 12 1 et dépendent notamment du nombre de trous allongés 12.1 que l'on peut réaliser sur la circonférence La grandeur que les subdivisions doivent avoir est déterminée à l'avance par des cames 15 1 et lorsque l'une d'elles intervient elle actionne le commutateur 15 lorsqu'il arrive à son niveau, le piston-plongeur 7 cesse alors de nouveau d'être soumis à l'action du milieu de pression. La bague d'accouplement s'engage alors de nouveau, par ses chevilles 11 1, dans les trous allongés 12 1 jusqu'à ce que chacune des chevilles 11 1 touche le fond des trous allongés 12 1 et que le mouvement de rotation se transmet- te à la bague de butée 12 Celle-ci se déplace alors sur un chemin résiduel régulier qui agit comme trajet de freinage jusqu'à ce que la surface de butée 13 2 vienne pousser l'amortisseur 14 correspondant dans sa-position terminale, l'arbre pivotant s'arrêtant alors de tourner et restant dans cette position, comme on l'a vu ci-dessus. Il est également possible de continuer à faire tourner l'arbre pivotant 1 dans la direction de butée au- delà d'une position de butée, comme celle qu'indique la fig 2, par exemple On commence pour cela par desserrer le frein de moteur 5 1 ce qui dégage le système d'arrêt. Le piston-plongeur 7 est ensuite soumis à l'action du milieu de pression et, de ce fait, dégage la bague d'accou- plement 11 de la bague de butée 12, ce qui peut dégager également l'amortisseur 14 correspondant Lorsque le système d'arrêt n'est plus accouplé, le dispositif de com- mande et d'entralnement 5 est libéré dans la direction de rotation voulue et il continue à faire tourner l'arbre pivotant 1 du nombre de subdivisions voulu Une came déterminée 15 1 est alors mise en action et,lorsqu'elle arri- ve en face du commutateur 15, le piston-plongeur 7 cesse d'être soumis à l'action du milieu de pression, de sorte que les chevilles 11 1 s'engagent dans les trous allongés 12 1 et que la bague de butée 12 arrête le mouvement de rota- tion sur le trajet résiduel. REVENDICATIONS 1 Système d'arrêt pour dispositifs de préhen- sion pivotants comprenant une enveloppe qui contient un arbre pivotant entraîné par un dispositif de commande et deux surfaces de butée qui tournent sous l'action de l'ar- bre pivotant et en limitent les mouvements de rotation dans deux sens opposés du fait que chacune des surfaces de butée rencontre, après un ralentissement préalable, une butée fixée sur l'enveloppe, le maintien dans cette position de fin de pivotement étant ensuite assuré par un moment d'entraîne- ment persistant, caractérisé en ce que les deux surfaces de butée ( 13 1, 13 2) sont fixées sur une bague de butée ( 12) qui est montée de manière à pouvoir tourner librement sur l'arbre pivotant ( 1) et constitue l'une des parties d'un accouplement intercalaire dont l'autre partie est constituée par une bague d'accouplement ( 11) qui est montée sur l'arbre pivotant ( 1) à côté de la bague de butée ( 12) de manière à ne pas pouvoir tourner par rapport à l'arbre mais à pouvoir se déplacer dans le sens de son axe sous l'action d'un dispositif de commande linéaire ( 6, 7, 10). 2 Système d'arrêt selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'accouplement intercalaire ( 11, 12) est un accouplement d'entra Inement de forme adaptée compor- tant plusieurs couples d'éléments d'entraînement ( 11 1, 12 1), un certain jeu étant prévu entre les éléments d'entraîne- ment ( 12 1) de la bague de butée ( 12) et les éléments d'en- trainement ( 11 1) de la bague d'accouplement ( 11) qui sont appariés avec eux sur tout le pourtour de la circonférence sur laquelle ces éléments sont répartis. 3 Système d'arrêt selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les éléments d'entraînement de la bague d'accouplement ( 11) sont des chevilles ( 11 1) faisant saillie suivant des axes parallèles et ceux de la bague de butée ( 12), des trous allongés ( 12 1), ces trous allongés ( 12 1) et ces chevilles ( 11 1) étant répartis en nombre égal sur le pourtour de la circonférence. 4 Système d'arrêt selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commande linéaire est une commande par piston et ressorts ( 6, 7, 10). Système d'arrêt selon l'une des revendica- tions 1 et 4, caractérisé en ce que le piston est un piston-plongeur ( 7) qui est fixé à une calotte ( 8) reliée solidement à la bague d'accouplement ( 11) et contient, dans une cavité annulaire ( 8 1),un disque ( 9) et des ressorts de pression ( 10) qui prennent appui d'un coté sur la bague d'accouplement ( 11) et de l'autre côté sur le disque ( 9) qui est fixé rigidement sur l'arbre pivotant ( 1) comportant, à son extrémité opposée au dispositif de préhension, une cavité cylindrique ( 6) de même axe que lui et dans laquelle s'engage le piston-plongeur ( 7).