Brevet FR2526771A1 — publié le 19831118

La présente invention a trait à un dispositif con- çu pour détecter le contact entre une tête de préhension munie de moyens de préhension et des pièces empilées sous forme de feuilles par exemple en tissu, matière plastique, papier et similaires. Avec un dispositif de ce genre il est possible de déceler si la tête de préhension n'est pas parvenue à sai- sir une pièce de l'empilage, ce qui se traduit par l'ac- tionnement d'un signal qui indique que des pièces ne sont pas en cours de prélèvement dans la pile Un tel signal peut être réglé de manière à déterminer l'arrêt du fonc- tionnement de la tête de préhension, celle-ci étant d'abord abaissée pour entrer en contact avec la pièce, puis la sai- sir, après quoi la tête est relevée pour séparer la pièce de la pile, puis déplacée latéralement en rotation de ma- nière que la pièce puisse être libérée pour tomber dans un endroit prévu à cet effet. Un dispositif pour la préhension de pièces à l'ai- de d'une ou plusieurs têtes de préhension comportant des dents fixes et amovibles que l'on fait pénétrer dans l'épaisseur d'une pièce à prélever est représenté et décrit dans la demande de brevet USA N O 377 285 déposée le 12 mai 1982 par le Demandeur de cette demande de brevet, et cédée au cessionnaire de la présente invention En outre, les têtes de préhension de ce genre peuvent être pourvues d'éléments de préhension proprement dits, constitués par des organes adhésifs fixés contre la face inférieure des têtes de préhension. Les dispositifs connus pour séparer et enlever sé- parément des pièces à partir d'un empilage assurent leur rôle d'une façon assez satisfaisante sur de nombreux types de pièces; toutefois, on estime qu'ils présentent cer- tains inconvénients du fait qu'ils ne peuvent pas déceler la nonpréhension et saisie d'une pièce, ce qui peut être attribué au genre de matériau qui constitue cette pièce, -2- ou à un défaut de fonctionnement des moyens de préhension. Dans un cas comme dans l'autre, un incident de ce genre n'est pas détecté immédiatement par l'opérateur ou l'opé- ratrice qui, dans le cas contraire, pourrait intervenir et porter remède à cet état défectueux. Le dispositif suivant la présente invention cons- titue un moyen permettant de surmonter les inconvénients des dispositifs connus, grâce à un appareil de détection qui détecte immédiatement un défaut de préhension du dis- positif qui saisit les pièces d'un empilage et signale ce défaut à l'opérateur. Le dispositif suivant la présente invention com- porte un élément mobile de détection, monté pivotant sur chaque tête de préhension Lorsque ces têtes de préhension sont en position haute, les éléments mobiles de détection émergent au-dessous de la face inférieure des têtes de préhension munie des éléments de préhension Les têtes de préhension sont abaissées de façon d'abord à entrer en con- tact avec une pièce, puis à saisir celle-ci après quoi cet- te tête est relevée pour permettre de déposer la pièce à l'endroit préalablement choisi Lorsqu'une tête est rele- vée avec une pièce ainsi saisie, L'élément détecteur mobi- le est supporté par cette tête et le dispositif achève son cycle en déposant la pièce à l'endroit choisi Si la tête de préhension ne réussit pas à soulever la pièce pendant son mouvement ascendant, l'élément mobile de détection pivote jusqu'à un point situé au-dessous de cette tête, o il déclenche un sional afin que la tête de Dréhension ef- fectue plusieurs mouvements de descente pour tenter d'at- taquer et saisir une pièce et de la prélever de la pile. Si la tête de préhension ne réussit pas à saisir la pièce après plusieurs tentatives, un signal d'avertissement est émis, ce qui permet à l'opérateur de prendre les mesures nécessaires pour porter remède à cet état de choses. Le principal but de la présente invention consis- 3 - te en général à prévoir un dispositif pour détecter l'at- taque et le prélèvement d'une pièce de travail sur un em- pilage. Un autre but de l'invention consiste à prévoir un dispositif pouvant signaler à un opérateur un défaut d'en- lèvement d'une pièce de l'empilage par le dispositif. Ces différents buts ainsi que d'autres encore qui caractérisent l'invention ressortiront davantage à la lec- ture de la description qui suit et se réfèrent au dessin an- nexé, sur lequel: la figure 1 est une vue en perspective d'un ap- pareil conçu pour prélever des pièces d'un empilage, muni d'un dispositif suivant la présente invention; la figure 2 est une vue en perspective, mais à une échelle sensiblement agrandie, d'une tête de préhen- sion, équipée du dispositif détecteur suivant l'invention, lequel est monté pivotant sur ladite tête; la figure 3 est une vue en élévation latérale de la tête de préhension représentée figure 2; La figure 4 est une coupe faite suivant la ligne IV-IV de la figure 2;et la figure 5 est une coupe faite suivant la ligne V-V de la figure 2. La présente invention s'applique à une unité con- çue pour prélever des pièces d'un empilage, par exemple comme le montre la figure 1, et comprend des têtes de pré- hension qui peuvent être munies d'éléments de préhension de tous types désirés, par exemple ceux qui comportent des dents pénétrantes ou ceux qui comportent des éléments adhé- sifs solidaires. Si l'on se réfère à la figure 1, on voit que l'ap- pareil destiné à prélever des pièces d'un empilage est dé- signé dans son ensemble par le chiffre de référence 1 et comporte un bras horizontal 2 muni d'une unité de préhen- sion 3 fixée à une extrémité dudit bras L'autre extrémité de ce bras horizontal 2 est fixéeà l'extrémité supérieure d'une tige verticale 4 laquelle, grâce à des moyens appro- priés, non représentés, peut descendre, s'élever ou tour- ner pendant l'exécution de la tâche pour laquelle l'appa- reil a été conçu. Comme le montre la figure 1, l'ensemble de préhen- sion l comporte quatre têtes de préhension 5 espacées entre elles, montées sur l'ensemble et qui, lorsqu'elles sont abaissées avec la tige 4, rencontrent et saisissent la pièce 6 au sommet d'un empilage 7 Ces empilages 7 de piè- ces sont supportés par une plaque 8 et maintenus en ali- gnement vertical correct sur cette plaque grâce à des gui- des latéraux 9 en forme d'U inversé Après que la pièce supérieure 6 de l'empilage ait été saisie par les têtes de préhension 5, on fait monter la tige 4 pour séparer cette pièce de l'empilage 7, après quoi on fait tourner la tige 4 autour de son axe jusqu'à une position o S 'effectue la libération de la pièce ainsi prélevée de l'empilage En libérant la pièce de cette façon, on la fait tomber dans un endroit choisi d'avance ou sur un mécanisme transpor- teur (non représenté) Après cette libération, le cycle se répète jusqu'à ce que la totalité des pièces ait été retirée de l'empilage 7 L'unité de préhension 3 est abais- sée puis remontée sur la même distance pendant chaque cy- cle et, pour placer la pièce 6 du haut de l'empilage dans la position et au niveau corrects pour en permettre l'at- taque par les têtes de préhension 5 au cours de chaque cy- cle, on fait monter la plaque 8 qui supporte l'empilage, grâce à une colonne 10 (figure 1). Un plateau circulaire 11 est monté en rotation sur un arbre vertical 12 fixé à une platine fixe 13 Lorsque l'empilage de pièces 7 est épuisé, on fait tourner le pla- teau circulaire Il à l'aide de moyens appropriés mais non représentés, jusqu'à amener un nouvel empilage, désigné en 14 sur la figure 1, en position d'alignement vertical avec - l'unité de préhension 3 Dès que le nouvel empilage 14 a atteint cette position d'alignement vertical avec la tête de préhension, on reprend l'opération d'enlèvement indivi- duel des pièces qui constituent ce nouvel empilage. Comme le montrent les figures 4 et 5, chaque tête de préhension 5 est pourvue d'au moins une dent verticale fixe 15 qui fait saillie vers le bas à partir de la face inférieure de la tête de préhension En outre, chaque tête de préhension 5 comprend une ou plusieurs dents inclinées 16 pouvant se déplacer entre une position escamotée à l'in- térieur de la tête 5 (figure 5) et une position dans la- quelle elles font également saillie à partir de la face inférieure de la tête de préhension Ces dents inclinées 16 sont montées de façon amovible dans un petit bloc 17 monté à son tour pivotant sur un axe 18 logé à l'intérieur de la tête de préhension 5 Ce bloc 17 présente un bras saillant 19 situé à l'opposé du côté du bloc qui est muni des dents inclinées Une tige de piston 20 d'un vérin pneu- matique 21 pousse, pendant sa course vers l'extérieur, le bras saillant 19 de telle sorte que le bloc 17 pivote dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre, en regardant la figure 5, et les dents inclinées 16 se dépla- cent vers l'intérieur de la tête de préhension 5 Dès que la tige de piston 20 est rétractée comme le montre la fi- gure 4, un ressort hélicoïdal de compression 22, logé en- tre le bloc 17 et la partie supérieure de la tête de pré- hension 5, exerce une pression élastique sur ce bloc 17 afin de le faire pivoter, ce qui a pour effet que les dents inclinées 16 émergent de la face inférieure de la tête de préhension 5 On peut régler le degré de dépassement de la face inférieure de la tête 5 par les dents inclinées 16 grâce à un bras saillant 19 qui agit sur la tige de piston du vérin pneumatique, cette tige étant filetée et pou- vant être déplacée axialement à l'aide d'un écrou 23. Comme le montre la figure 1, quatre têtes de pré- 6 - hension 5 sont montées sur des tiges transversales 3 ' et fixées à ces dernières par un dispositif de serrage Ce dernier fait l'objet de la figure 4 et comprend un axe 24 dans lequel est pratiquée une encoche comportant une face plane inclinée 25 qui correspond au contour d'une face cor- respondante formée sur la tige 3 ' Un ressort hélicoïdal de compression 26 traversé par l'axe 24 a pour rôle de solliciter continuellement cet axe dans une direction tel- le que la face plane inclinée 25 assure le verrouillage de la face inclinée correspondante prévue sur la tige 3 ' et inversement Ce verrouillage réciproque des deux faces planes inclinées empêche les têtes de préhension 5 de bas- culer et maintient leurs faces inférieures dans une posi- tion horizontale Au cas o il faudrait modifier la posi- tion des têtes de préhension 5 sur les tiges 3 ' afin de pouvoir saisir et transférer des pièces de dimensions dif- férentes, il est prévu un bouton-poussoir 27 pour séparer les deux faces planes inclinées l'une de l'autre Ce bou- ton-poussoir 27 fait partie intégrante et constitue une extrémité de l'axe 24, et sert, lorsqu'on l'enfonce,' à dé- verrouiller une tête de préhension 5 par rapport à la tige 3 '. Lorsque l'unité de préhension 3 est abaissée sur un empilage de pièces 7, les dents verticales fixes 15 pré- vues sur la face inférieure de chaque tête de préhension 5 sont amenées à pénétrer dans la pièce 6 du sommet de l'em- pilage, en même temps que le vérin pneumatique 21 est ac- tionné et rétracte la tige 20 de son piston, ce nui permet au ressort hélicoïdal 22 de faire pivoter le bloc 17 dans le sens propre à faire également pénétrer les dents incli- nées 16 dans la pièce du sommet de la pile. Après que l'unité de préhension 3 portant la pièce supérieure 6 ait effectué son mouvement de montée et de rotation, le vérin pneumatique 21 est actionné afin que son piston 20 pousse le bras saillant 19 dans le sens propre à -7- produire le retrait des dents inclinées de la pièce. Il est évident que le dispositif décrit ci-dessus, conçu pour prélever successivement des pièces d'un empila- ge de celles-ci peut, au lieu d'avoir un bras-support uni- que pour les têtes de préhension, comporter deux ou quatre bras disposés à 90 degrés entre eux, et par ailleurs chaque dispositif peut comporter un nombre variable de têtes de préhension. Un mode de réalisation dans lequel on utilise deux l U bras peut être doté d'un mouvement alternatif autour de la tige verticale 4 de telle sorte que, quand une unité de préhension est en train de prélever une pièce de l'empila- ge, l'autre unité dépose ou libère une pièce précédemment prélevée, ce qui fait que l'on dépose alternativement des pièces en deux endroits distincts. Un mode de réalisation comportant quatre bras ef- fectue un mouvement de rotation dans un sens, de façon que chaque unité de préhension enlève progressivement une seu- le pièce, tandis que l'unité adjacente en dépose une dans un endroit déterminé. Si l'on se reporte maintenant aux figures 2 et 3, on y voit une tête unique de préhension 5, laquelle est muni'e du dispositif de préhension suivant l'invention et comporte un levier dit de sonnette désigné dans son ensem- ble en 28 Ce levier de sonnette 28 pivote autour d'un axe 29 et comprend un premier bras 30 avec une partie perpen- diculaire munie d'un appendice orienté vers le bas, ainsi qu'un second bras 32 pourvu d'un doigt de détection ou saillant 33. Comme le montre la figure 2, un support 34 est fi- xé sur le côté de la tête de préhension 5 à l'aide de vis , et ce support sert à supporter une lampe ainsi qu'un détecteur de proximité correspondant, soit du type à cel- lule photo-électrique, soit du type opto-électronique (non représenté) Le levier de sonnette décrit plus haut, as- 8 - socié à la cellule photo-électrique ou son équivalent, peut être remplacé par tout appareil détecteur approprié et capable de remplir le même rôle La lampe ou autre sour- ce lumineuse est reliée à un circuit électrique (non re- présenté) par des conducteurs électriques A et B, et la cellule photoélectrique ou le détecteur est relié par un autre conducteur C à un circuit électrique de commande et d'émergence ou de sécurité (non représenté) La cellule photo-électrique ou le détecteur est éclairé ou au contrai- re obscurci par la lampe selon que le bras saillant 33 est en position haute (figure 3) ou basse (figure 2). Lorsqu'on abaisse les têtes de préhension 5 de fa- çon qu'elles attaquent la pièce 6 du dessus de l'empilage, l'appendice inférieur 31 pivote vers le haut ce qui fait pivoter à son tour le second bras 32 du levier ainsi que le doigt saillant 33 dans le même sens, comme le montre la figure 3 Ce mouvement du doigt saillant 33 l'écarte de sa position de coopération avec la cellule photo-électrique et déclenche un signal qui commande le relèvement de la tête de préhension 5. Après l'attaque et la saisie de la pièce 6 du des- sus de l'empilage, celle-ci est soulevée avec la tête de préhension 5 et l'appendice inférieur 31 est maintenu en position haute, ce qui maintient le doigt saillant 33 dans une position o il ne coupe pas le rayon de la cellule photo-électrique Pendant que ce doigt saillant 33 se trou- ve maintenu en position haute, la tige verticale 4 pour- suit sans interruption son mouvement combiné d'élévation, de rotation et de descente appliqué à l'unité de préhen- sion 3. Si une tête de préhension ne parvient pas à atta- quer et saisir une pièce 6 lorsqu'elle est abaissée dans ce but, l'appendice inférieur 31 pivote vers le bas à me- sure que l'unité de préhension 3 s'élève, et place le doigt saillant 33 en position de coïncidence ou d'alignement par -9- rapport à la cellule photo-électrique Dès que le doigt saillant 33 est correctement aligné par rapport à cette cellule, un circuit électrique de commande est alimenté et déclenche de nouveau l'abaissement de la tête de pré- hension pour tenter de nouveau d'attaquer et saisir la pièce 6 Un nombre pré-établi de ces tentatives d'attaque et de saisie de la pièce 6 se déroule, et si aucune ne ré- ussit, un circuit électrique d'émergence ou de sécurité est déclenché pour signaler à l'opérateur l'existence de cette situation et, s'il y a lieu, faire cesser le fonc- tionnement du dispositif. Par exemple, si le dispositif pour prélever des pièces est constitué par deux bras orientés à 90 degrés entre eux et effectuant des mouvements alternatifs afin de déposer successivement les pièces en deux points distincts, le circuit électrique d'émergence ou de sécurité non seu- lement signalera cette situation à l'opérateur mais blo- quera le dispositif pour l'empêcher de faire de nouvelles tentatives de prélèvement de pièces. Un tel dispositif de préhension pour prélever des pièces sur un empilage comportera quatre bras orientés à degrés entre eux, avec rotation continue des bras dans un sens; au terme des mouvements répét 6 S de la tête de préhension, le signal d'émergence est délivré sans inter- rompre le fonctionnement du dispositif de préhension des pièces, et ce fonctionnement se poursuivra normalement en utilisant successivement les bras suivants. Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à un mode préféré de réalisation, il est évi- dent pour tout spécialiste dans l'art que des modifica- tions et variantes peuvent être envisagées sans s'écarter du domaine de l'invention, ces modifications et variantes restant bien entendu conformes aux principes de base de l'invention. - REVENDICATIONS 1. Dispositif pour détecter le prélèvement de pièces sur un empilage dans une machine, du type compor- tant au moins une tête de préhension munie d'organes de préhension portés par une unité de base pouvant effectuer des mouvements de rotation et des mouvements alternatifs verticaux vers et à partir de la pièce du sommet de l'em- pilage, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il com- prend: a) un moyen palpeur monté pivotant sur la tête de préhension; b) un moyen relié audit moyen palpeur pour faire pivoter ce dernier vers une position haute et maintenir la machine en état de marche continue lors de l'attaque et de la préhension d'une pièce par la tête de préhension;et c) un moyen fixé audit moyen palpeur pour détecter le défaut d'attaque et de préhension d'une pièce au cas o ledit moyen de pivotement ne parviendrait pas à faire pi- voter ledit moyen détecteur jusqu'à une position haute. 2 Dispositif suivant la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit moyen palpeur comporte un levier de sonnette ( 28) dont un premier bras ( 30) supporte ledit mo- yen de pivotement et un second-bras ( 32) pour supporter ledit moyen détecteur. 3 Dispositif suivant la revendication 2, carac- térisé en ce que ledit moyen de pivotement consiste en un nr Pnerdi rn ( j 31)yor; a 6 %lenre 1 ' Kihr +nl+ fin j+ nagéti i U tégrantc dudît premier b-as -3 g) 4. Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que ledit moyen détecteur comporte un doigt saillant ( 33) fixé sur l'extrémité dudit second bras ( 32). 5. Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce que la tête de préhension comprend un support en forme d'U, lequel est fixé à cette tête et sert d'orga- ne de montage d'une source lumineuse et d'une cellule pho- to-électrique qui coopère avec ledit appendice saillant ( 33).