Brevet FR2537908A1 — publié le 19840622

La présente invention a pour objet un dispositif de préhension destiné en particulier, mais non exclusivement à être monté sur un robot industriel. On sait que, pour des raisons diverses, il est souhaitable de faire réaliser les tâches répétitives par des mécanismes que leur polyvalence a conduit à qualifier de robots. I1 en va notamment ainsi des opérations de chargement de machines automatiques généralement à commande numérique. Ces opérations de chargement automatique supposent qu'un robot prenne les pièces en un ou des endroits donnés et les transporte successivement sur la machine. Cette préhension est habituellement effectuée par des pinces comprenant deux mâchoires articulées, montées à l'extrémité d'un bras de robot pouvant prendre pratiquement toutes les positions horizontales autour de son axe. L'ouverture ou la fermeture des pinces est commandée soit par un vérin, soit par un dispositif électro-magnétique, soit encore par tout autre moyen adapté. L'un des problèmes rencontrés avec ces pinces est que le positionnement de l'objet saisi est relativement imprécis et que le serrage, si il est énergique, provoque des marques. Or le montage sur une machine automatique nécessite une présentation rigoureuse. La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvenient permettant non seulement de positionner convenablement une pièce par rapport au support du robot mais également de la serrer sans l'endommager. Selon la présente invention, le dispositif de préhension est caractérisé en ce qu'il comprend, montés sur une platine, un bras mobile en translation et deux bras articulés autour d'axes fixes, chacun d'eux étant articulé sur une biellette elle-même articulée sur le bras mobile en translation, à l'extrémité desquels sont montés des doigts et une tige de commande agissant sur l'ensemble des bras de sorte que le déplacement des doigts soit sensiblement radial par rapport à un point fixe du dispositif. Ainsi une pièce peut être saisie simultanément selon trois directions ce qui assure une grande stabilité de la préhension, notamment dans le cas très courant de pièces à sections cylindriques. Selon une autre caractéristique de l'invention, les axes des bras sont tourillonnés entre deux platines, renfermant également les biellettes de commande et un chemin de guidage du bras mobile en translation. Ce montage du type de celui utilisé dans l'industrie horlogère permet d'obtenir un dispositif très plat Cette caractéristique autorise l'introduction de pièces dans les machines où, comme dans le cas des tours automatiques par exemple, 1 'espace entre le mandrin et les différents outils au repos n'est pas suffisant pour le passage des pinces habituelles dont l'encombrement est important. Selon une autre caractéristique de l'invention, les doigts sont montés d'une manière amovible aux extrémités des bras. Ainsi, il est possible par un choix approprié de la forme et des dimensions des doigts d'obtenir une prise adaptée à la forme de chaque pièce et un serrage adéquat par ailleurs contrôlé par la force exercée par l'organe moteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation de l'invention, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins qui représentent - la Figure 1, un schéma de principe - la Figure 2, une vue en perspective d'un mode de réalisation - les Figures 3 et 4, deux exemples de montage des doigts destinés à maintenir des pièces différentes. Sur la Fg. 1, le bras ou tige de commande 1 est monté coulissant dans un chemin de guidage 2. Ses déplacements sont commandés par un organe moteur tel qu'un vérin pneumatique ou hydraulique à double effet, un vérin à simple effet avec moyens de rappel, par un moteur électrique, par un électro-aimant ou par tout autre moyen. Sur ou au voisinage de l'extrémité 3 de la tige 1 sont articulées deux biellettes 4 et 5 dont les secondes extrémités sont articulées sur une première extrémité de bras 6 et 7 dont la seconde extrémité porte un doigt 8 ou un support de doigt. Le diamètre des doigts ou plus généralement leurs dimensions doivent être. égales de sorte que lors du déplacement de la tige de commande 1 les doigts 8 restent à une distance identique du cen-tre virtuel 9 du dispositif afin d'assurer un centrage correct de la pièce saisie. Les bras 6 et 7 sont tourillonnés sur des axes fixes 10.En fait, le déplacement des doigts 8 n'est pas exactement rectiligne mais la flèche est peu importante et pour des diamètres de pièces variant de 10 à 32 mm, le déplacement du centre théorique 9 est inférieur à 1 mm. Bien entendu, le ch-emin de guidage 2 et les axes 10 sont fixes et par exemple montés sur une platine (non représentée). Le serrage dépend de la force appliquée sur la tige de commande 1 et peut être ajusté par tout moyen convenable. La Fig.2 représente un mode de réalisation de l'invention sur lequel on retrouve des éléments schématisés sur la Fig.l et notamment le brasl, la biellette 4, les embases de cbjgDj8 et les bras 6 et 7 articulés autour de leurs axes 10. Dans ce mode de réalisation, les éléments sont montés entre deux platines 11 et 12 respectivement inférieure et supérieure, assemblées par des colonnettes d'espacement 13. L'intérê-t de ce montage réside principalement en ce qu'il est peu épais. La partie arrière 14 qui ne pénètre pas à l'intérieur de la machine à charger peut être plus épaisse et renfermer l'organe moteur qui dans l'exemple représenté est un vérin pneumatique 15. Le support 14 peut présenter des orifices 16 permettant de fixer la main du robot sur un bras articulé (non représenté) - Dans la partie arrière, les platines 11 et 12 sont réunies par des entretoises. On remarquera que les surfaces supérieures des éléments 8 sont dans un même plan horizontal. Le nombre de pièces mises en jeu est réduit et le montage est très simple. Les deux platines 11 et 12 peuvent être serties sur les colonnes 13 ce qui confère une grande robustesse à l'ensemble obtenu. De plus, la présence des platines verticales lors de l'introduction dans la machine ou le retrait de la pièce hors de celle-ci, évite la projection, à l'intérieur du dispositif, de copeaux ou d'huile de coupe.Cette protection peut être renforcée par un capotage latéral prenant appui sur les bords des platines 11 et 12 et/ou sur les colonnettes 13, par exemple par clipsage. En agissant sur la pression de commande du vérin 15 il est possible de régler la force de serrage des doigts suivant la taille et la fragilité de la pièce. Comme il a été dit ci-dessus, ces éléments peuvent être les doigts du robot mais ils constituent, de préférence, des supports de doigts amovibles de sorte qu'il soit possible de manipuler des pièces différentes en changeant de doigts, ce qui permet,dans une certaine mesure,de pallier les insuffisances dues au déplacement limité des supports de doigts. Les Fig. 3 et 4 sont des schémas montrant le montage des doigts 18 dans les supports de doigts. Les doigts 18 sont maintenus dans les supports soit par vissage, soit par simple friction, soit de préférence par fixation par une petite vis radiale correspondant avec un trou borgne ce qui assure un positionnement précis d'un doigt 18 dans son support. Sur la Fig.3, la pièce P1 est saisie par l'extérieur, la surface interne des doigts 18 pouvant être fraisée de manière à établir une plus grande surface de contact avec la pièce ; après saisie de celle-ci par la mâchoire, les doigts s'écartent de la pièce et le dispositif est extrait.de la machine par une commande du bras du robot. Les efforts exercés sur la pièce sont symbolisés par les flèches F1. D'une manière générale, les doigts 8 s'étendent perpendiculairement au plan de la (ou des ) platines de montage. Sur la Fig.4, la pièce creuse P2 est saisie par l'intérieur. Les efforts de serrage sont symbolisés par les flèches F2. Après pose de la pièce sur la machine, la tige de commande 1 descend de sorte que les doigts 18 se rapprochent l'un de l'autre. Le bras du robot effectue alors un mouvement de translation de manière à ce que le dispositif soit dégagé de la pièce et de la machine. Bien entendu, les longueurs des doigts sont choisies pour que les surfaces de portées soient suffisantes pour exercer le serrage ou plus généralement le maintien requis. Le choix du diamètre des doigts permet d'élargir la gamme des pièces qui peuvent être saisies et manipulées par le robot. I1 va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites, notamment par substitution de moyens techniquement équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 10) Dispositif de préhension, notamment pour robot industriel, caractérisé en ce qu'il comporte trois bras (1,6,7) montés sur une platine (11), et portant à leurs premières extrémités des doigts de préhension (8), le bras (1) étant monté coulissant dans un chemin de guidage (2), les bras (6-7) étant montés pivotant autour d'axes fixes (10) symétriques par rapport au chemin de guidage, des biellettes (4,5) étant articulées d'une part sur le bras (1) et d'autre part sur la seconde extrémité des bras (6,7) et un organe de commande (15) agissant sur la position du bras (1) pour rapprocher ou écarter les doigts (8). 20) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bras (1,6,7) et les biellettes (4,5) et les axes (10) sont montés entre la platine (11) et une seconde platine (12) solidarisées par des colonnettes (13), les doigts (8) faisant saillie à l'extérieur des platines (11,12). 30) Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les doigts (8) s'étendent perpen diculairement au plan de la platine (10). 40) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les doigts (18) sont montés d'une manière amovible à l'intérieur des supports (8) fermés aux extrémités des bras (1,6,7), les dimensions et la forme de la partie extérieure desdits doigts (18) étant choisies de sorte que la préhension et le serrage d'une pièce déterminée soient optimales. 50) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les platines (11,12) présentent à leur partie arrière un décrochement faisant un logement (14) pour l'organe de commande (15) des moyens (16) étant prévus pour fixer le dispositif sur un robot.