Brevet FR2537468A1 — publié le 19840615

L'invention porte sur un manipulateur à poutre mobile pour presses à estamper ou autres, servant à trans- porter les pièces d'un poste d'usinage à un autre, par le- vage, transfert et abaissement Dans ce manipulateur, la poutre mobile comporte un support mobile vers l'avant et vers l'arrière portant un nombre de pinces à actionner qui correspond au nombre de postes d'usinage, un dispositif de soufflage et de pulvérisation étant prévu pour les outils d'usinage. Comme, lors du forgeage avec bavures, seul un pos- te d'usinage sur deux est occupé pour que l'on ait le temps de nettoyer et de refroidir les matrices, il est proposé un dispositif de commande pour la poutre mobile Grâce au- quel les pinces du support, lors du pas de transport d'un poste d'usinage au suivant, effectuent un déplacement dé- calé vers l'avant par rapport aux postes de travail (re- trait des pinces) Lors d'un tel transport les pièces, après avoir été soulevées hors des outils, quittent le milieu de la presse vers l'avant, et sont amenées d'un poste d'usinage à l'autre en dehors de la zone des outils Du fait que les outils sont ainsi dégagés des pièces, on obtient suffisam- ment de place, et aussi de temps, pour nettoyer et lubrifier les outils, c'est-à-dire pour les refroidir Cela permet d'usiner les pièces en occupant tous les postes d'usinage, tous les outils étant occupés par une pièce à forger pendant- la course de la presse Grâce au retrait des pinces pendant le transport des pièces d'un poste à l'autre, on a la possi- bilité d'introduire une barre de pulvérisation dans la zone de la presse, c'est-à-dire la zone d'estampage, et de souf- fler et de soumettre à une pulvérisation les outils, c'est-à- dire les matrices, méthodiquement et de façon sûre Comme tous les postes de travail sont occupés, la production de la presse à estamper ou autre, exprimée en nombre de pièces, peut être accrue considérablement. Pour permettre d'occuper tous les postes d'usinage avec des pièces, en assurant un nettoyage et une lubrifica- tion Suffisants des outils, on a prévu un boîtier de com- mande avec un axe entraîné qui est équipé de paires de cames pour le déroulement du transport comme le levage et l'abais- sement, l'exécution du pas de déplacement et le retour des pinces, avec une tringlerie correspondante La tringlerie de la paire de cames servant au retour agit sur un vérin hydraulique qui est couplé hydrauliquement à un autre vérin hydraulique servant au déplacement d'avance et de recul du support de pinces On obtient ainsi un trajet obligatoire pour le mouvement de la poutre mobile selon les trois axes. Avec le modèle de manipulateur à poutre mobile commandé par cames, on ne peut modifier le trajet de transport qu'en uti- lisant des cames différentes. La présente invention a pour but de réaliser un manipulateur à poutre mobile offrant la possibilité d'oc- cuper tous les postes d'usinage avec des pièces, en assu- rant un nettoyage et une lubrification suffisants des ou- tils, de telle façon que les mouvements de commande du sup- port des pinces puissent être modifiés rapidement et aisé- ment A cette fin, l'invention a pour objet un manipulateur qui comporte pour le mouvement du support selon chacun des trois axes, un chariot de transport avec un dispositif d'en- traînement individuel, le dispositif de commande central é- tant un mécanisme à contacts de fin de course. Une telle réalisation du manipulateur à poutre mo- bile permet de modifier facilement les mouvements de com- mande, et de mieux les adapter à des tâches variables La trajectoire du transport peut être modifiée sans que cela exige un travail important Cela signifie que l'on obtient une liberté considérable pour l'organisation des mouvements du manipulateur à poutre mobile, de sorte que celui-ci peut être mis en oeuvre d'une manière souple. Selon une autre caractéristique de l'invention, on utilise, comme commande individuelle, un moteur hydrau- lique à piston rotatif, avec une manivelle décrivant un an- gle de pivotement de 1800 et une barre de liaison La mani- velle et ou la barre de liaison a de préférence une longueur variable Cela permet de modifier selon les besoins la po- sition en course du chariot de transport considéré, par e- xemple en modifiant-la barre de liaison entre ce chariot et la manivelle du moteur-à piston rotatif Par un change- ment supplémentaire du rayon de la manivelle, on peut égale- ment faire varier à un coût relativement réduit, la distan- ce de transport selon l'axe considéré En outre, un choix judicieux permet de modifier, en cas de besoin, le point d'attaque pour le début du mouvement selon les axes consi- dérés de la trajectoire de transport On dispose donc de nombreuses possibilités pour modifier la trajectoire de transport des pinces ou du support de pinces d'une façon qui est proportionnellement très simple. Selon une autre caractéristique de l'invention, le mécanisme à contacts de fin de course est un combinateur à cames équipé d'un moteur à vitesse variable, la durée du cy- cle du manipulateur à poutre mobile étant égale à la durée du cycle du mécanisme à contacts de fin de course Grâce à un mécanisme à contacts de fin de course de ce genre, qui tourne en permanence, d'une part, on détermine en principe, l'allure de la trajectoire de transport; d'autre part, en fonction de la vitesse de rotation, fixée à l'avance de ce mécanisme, on fixe-le nombre de cycles du manipulateur par unité de temps On peut modifier la durée du cycle du mani- pulateur à poutre mobile en modifiant le temps du cycle du mécanisme à contacts de fin de course Il est indiqué que le combinateur à cames comporte des tambours de commutation avec des émetteurs de signaux reliés aux distributeurs de commande des moteurs à piston rotatif par l'intermédiaire d'un dispositif-électronique de commutation et de câbles de commande. Il est avantageux que les différents organes de transport soient montés dans un dispositif -de guidage à doubles tiges-, ce qui rend le guidage de ces organes simple et sûr. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description de l'invention ci-dessous, d'un exemple de réalisation représenté aux des- sins annexés, et donné à titre d'exemple non limitatif. la Fig 1 est une vue schématique d'un manipu- lateur à longeron mobile conforme à l'invention, la Fig 2 est une vue en élévation, schématique, avec coupe partielle, du manipulateur à longeron mobile de la figure 1. - la Fig 3 montre la trajectoire de transport des pinces et du support des pinces de façon schématique. la Fig 4 montre schématiquement un mode de réa- lisation du dispositif central de commande des mouvements de la poutre mobile, selon les trois axes. Le manipulateur à poutre mobile 1 est installé de- vant ou derrière une presse à estamper, une machine à for- ger ou analogue, et fixé au sol de telle façon qu'il peut être éloigné, par exemple pour changer les matrices Aucune liaison mécanique ne le relie à la presse ou autre La pres- se 2, qui est esquissée schématiquement, comporte une ran- gée d'outils 3, par exemple des matrices, placés les uns à côté des autres et fixés sur une plaque de base 4 Le pro- duit de départ, chauffé en vue du forgeage automatique, est placé dans la première matrice 3 par un dispositif de mise en place (non représenté) La suite de la manutention se fait automatiquement par le manipulateur à poutre mobile. Les pièces forgées terminées sont lors d'une dernière opéra- tion ébavurées, par exemple vers le bas Un dispositif par- ticulier enlève les bavures avec un outil d'ébavurage Dans le mode de réalisation représenté, un dispositif de souf- flage et de pulvérisation 5 servant à nettoyer et à refroi- dir les outils est monté, de façon à pouvoir être déplacé, à l'arrière de la presse. Un certain nombre de pinces 8 pour la préhension et le transport des pièces sont montées sur un support 7, et sont portées par des bras 9 dans lesquels est logé un mécanisme servant à commander les mouvements des branches des pinces 8 et à les faire tourner autour de leur axe lon- gitudinal Un tel mécanisme est connu. Chaque pince 8, ou le support de pince 7, décrit la trajectoire 11 représentée à la figure 3 A partir de leur position au milieu des matrices et au milieu de la presse, selon les lignes 12 et 13, les pinces 8 tout d'a- bord fermées, effectuent la montée-verticale 14 puis par- courent le trajet de retrait 15 pour parcourir ensuite le pas 16 jusqu'au centre d'outil suivant Cela est suivi du déplacement de retour 17 et de la descente 18, de la même hauteur 14 que pour la montée verticale, au-dessus du cen- tre de l'outil suivant et au milieu de la presse Après s'être ouvertes et avoir déposé la pièce, les pinces 8 com- mencent le trajet de retrait 19 et accomplissent le trajet inverse du pas 16, le long de la ligne 21 Pendant le retour des pinces 8,1 la course de la presse est déclenchée alors qu'elles sont dans la zone de la branche 20 Ensuite, les pinces 8 se déplacent sur le segment 21 vers le centre des matrices et le milieu de la presse Au cours du cycle complet de déplacements, les pinces 8 ou le support 7 des pinces quittent la zone des outils, suivant la trajectoire 11, et reviennent suivant cette même trajectoire au milieu de la presse, d'une part avec une pièce le long du parcours , 16, 17 et, d'autre part, sans pièce sur le parcours 19 , 21 Dans les parties 15, 16, 17, de la trajectoire, pour- vues de hachures 22, c'est-à-dire lors du parcours du pas décalé vers l'avant du retrait des pinces, les pinces te- nant une pièce se trouvent en dehors de la zone de la pres- se, de sorte que le dispositif 5 de soufflage et de pulvé- risation est déplacé dans la zone de la presse, c'est-à-dire vers le milieu de la presse, et qu'il peut remplir sa fonc- tion, ce qui a lieu dans la partie hachurée 22 de la tra- jectoire 11 de soulèvement et de déplacement Le retrait des pinces sur le parcours des pas de déplacement 16 le permet Le retrait des pinces peut ainsi être rendu plus ou moins important Si une rotation de la pièce dans les bras 9 est nécessaire, elle a lieu pendant le déplacement 15, 16, 17 de retour de la pince jusqu'au poste d'usinage suivant, à l'extérieur du milieu de la presse. Pour les mouvements du support de pinces 7 suivant les axes X, Y et Z, nécessaires au transport d'une pièce, sont prévus des organes de transport, pouvant être commandés, et distincts pour chacun des axes de déplacement Le chariot de transport 40 sert au déplacement suivant l'axe X, le cha- riot de transport 41 au déplacement suivant l'axe Y et le chariot 42 au déplacement suivant l'axe Z Chacun des cha- riots de transport 40 et 41 est constitué par deux tiges pa- rallèles montées dans des guides de tiges 43 et 44 Le cha- riot de transport 42 coulisse le long de tiges 47 qui sont montées de manière fixe dans le carter 24, au moyen des sup- ports 46 Le chariot 42 qui coulisse sur les tiges 47 porte un guide de tiges 44 pour les tiges 41, qui peuvent être dé- placées en hauteur et qui, de leur côté, sont reliées à un guide de tiges 43 Des dispositifs d'entraînement individuels 48, 49 et 50 servent au déplacement des différentes tiges ou guides de tiges Ces dispositifs sont de préférence des moteurs hydrauliques à piston rotatif 51, 52 et 53 reliés chacun aux éléments à déplacer 41, 42 et 7 au moyen d'une manivelle 54, 55 ou 56 ainsi que d'une barre de liaison 57, 58 ou 59 Les manivelles décrivent chaque fois un angle de pivotement de 1800 et retour Ce mode d'entraînement donne une variation sinusoïdale de la vitesse qui commence au début des déplacements, avec une vitesse v = o et, par conséquent, finit également à la fin du déplacement avec une vitesse v = o De cette façon, il est possible d'amener des masses relativement importantes, en peu de temps, d'un endroit à un autre, sans qu'il soit nécessaire de prendre des précau- tions particulières en ce qui concerne la régulation Il est indiqué que les manivelles et ou les barres de liaison, ont une longueur variable En modifiant la longueur de la barre de liaison entre le chariot et la manivelle du moteur a piston rotatif, on peut faire varier la position du cha- riot de transport correspondant sur sa course Une modifi- cation supplémentaire du rayon de la manivelle permet de changer la distance de transport suivant l'axe considéré. En outre, on peut modifier, si nécessaire, la trajectoire de transport grâce à un choix approprié des points d'atta- que pour le début du déplacement suivant les différents axes. Pour le déplacement vertical, c'est-à-dire selon l'axe Y, il est indiqué dé monter un compensateur de poids pour soulager le moteur à piston rotatif Ce compensateur de poids est avantageusement pneumatique ou hydraulique, et peut être constitué par un vérin-à piston et cylindre 60 articulé sur le chariot 42, la tige de piston 61 est atta chée par l'intermédiaire d'une articulation, à une lan- guette 62, fixée sur les colonnes 41, à laquelle la barre de liaison'58 du moteur 52 à piston rotatif est aussi ar- ticulée. Les tiges des organes de transport sont avantageu- sement constituées par des tubes à paroi mince, ce qui leur donne un faible poids pour une rigidité élevée Les paires de tiges ou colonnes peuvent être recouvertes par des soufflets en matière élastique ou en métal Les dis- positifs d'entraînement individuels peuvent aussi être pneu- matiques ou électriques Comme éléments d'entraînement pourt les chariots de transport suivant les différents axes, des moteurs à piston rotatif sont particulièrement avantageux. La figure 4 montre une vue d'ensemble de la com- mande des différents dispositifs d'entraînement qui, dans le mode de réalisation préféré, sont constitués par les mo- teurs à piston rotatif 51, 52 et 53 Un tiroir de distri- buteur 25, 26, 27, correspond à chaque moteur hydraulique à piston rotatif,-l'alimentation se faisant par une pompe commune 28 entraînée par un moteur 29 Une soupape de sû- reté est désignée par 30, et un réservoir de liquide hy- draulique par 31. Un mécanisme à contacts de fin de course 32 com- porte un dispositif combinateur à cames 33 qui est entrai- né par un moto-réducteur 34 à vitesse de rotation variable. Un certain nombre d'émetteurs de signaux 35 sont logés dans le mécanisme à contacts de fin de course, de sorte qu'en principe, il y a deux émetteurs de signaux pour chaque mo- teur à piston rotatif Un signal provenant du combinateur à cames ou de ses tambours de commutation parvient à un ap- pareil électronique de commutation 36 en passant par un câ- ble de commande 37 Les signaux de sortie de cet appareil sont transmis au tiroir de distributeur correspondant 25, 26 ou 27 pour actionner le moteur à piston rotatif 51, 52 ou 53. Pour actionner le manipulateur de façon appropriée, on met en marche le moto-réducteur 34 pour entraîner le mé- canisme à contacts de fin de course 32 Les tambours de commutation du combinateur à cames 33 sont ainsi mis en rotation Lors de cette rotation, les différents émetteurs de signaux 35 sont actionnés et à leur tour, ils provoquent l'actionnement des distributeurs correspondants 25, 26 et 27 du système hydraulique Le signal provenant du combina- teur à cames est transmis à l'appareil électronique 36, il y est traité et transmis par les câbles de commande corres- pondants 38, à un ou plusieurs distributeurs 25, 26 et 27, pour commander les moteurs à piston rotatif correspondant. Suivant la forme désirée pour la course du manipulateur, les différents moteurs à piston rotatif sont mis en marche dans un ordre déterminé, de sorte qu'un mouvement approprié est exécuté selon les différents axes du manipulateur à lon- geron mobile Il est préférable qu'une course complète du mécanisme à contacts de fin de course corresponde à un tour complet du manipulateur sur la trajectoire 11 Comme on peut faire varier la vitesse de rotation du moto-réducteur 34 du mécanisme à contacts de fin de course 32, cette variation peut être présélectionnée depuis un pupitre de commande Le nombre de courses du manipulateur à poutre mobile varie de la même façon que la vitesse de rotation du mécanisme à contacts de fin de course. 2 537 469 AUCUNE DEMANDE N'EST PUBLIEE SOUS CE NUMERO cc u_ R E V E N D I C A T I O N S 1 Manipulateur à poutre mobile pour presses à estamper et analogues, servant à transporter les pièces d'un poste d'usinage à un autre par levage, transfert et descente, dans lequel la poutre mobile comporte un support mobile vers l'avant et vers l'arrière, portant des pinces à actionner en nombre correspondant à celui des postes d'u- sinage, et dans lequel est prévu, pour les outils d'usinage un dispositif de soufflage et de pulvérisation et pour le longeron mobile un dispositif de commande sous l'action du- quel les pinces du support effectuent, lors du déplacement de transport d'un poste d'usinage au suivant, un mouvement décalé vers l'avant à partir des postes d'usinage (retrait des pinces), caractérisé en ce qu'il comporte pour les mou- vements du support ( 7) suivant chacun des trois axes (X, Y, Z), un organe de transport ( 40, 41, 42) avec dispositif d'entraînement individuel ( 48, 49, 50), et en ce qu'un mé- canisme à contacts de fin de course ( 32) constitue un dis- positif central de commande des dispositifs d'entraînement individuels ( 48, 49, 50). 2 Manipulateur selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'un moteur hydraulique à piston rotatif ( 51, 52, 53) pourvu d'une manivelle ( 54, 55, 56) ayant un angle de pivotement de 1800, et d'une barre de liaison ( 57, 58, 59), sert de dispositif d'entraînement individuel et en ce que la longueur de la manivelle et/ou de la barre de liaison, peut être modifiée. 3 Manipulateur selon l'une des revendications 1 et 2,-caractérisé en ce que le mécanisme à contacts de fin de course ( 32) comporte un combinateur à cames ( 33) et un moteur ( 34) à vitesse de rotation variable, la durée du cycle du manipulateur ( 1) correspondant à la durée du cycle du-mécanisme à contacts de fin de course ( 32). 4 Manipul ateur selon l'une-des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins un organe de trans- il port est équipé d'un double guidage par tiges ( 40, 41, 47). Manipulateur selon l'une des revendications 1 à-4, caractérisé en ce que l'organe de transport ( 42) servant au mouvement selon l'axe Z est monté sur des ti- ges fixes ( 47), en ce que le dispositif d'entraînement ( 49) et les tiges ( 41) servant au déplacement vertical sont montés sur l'organe de transport ( 42), et en ce que le guide de tiges vant l'axe Z est relié aux tiges ( 41) mobiles verticalement. 6 Manipulateur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement ( 49) servant au mouvement vertical est couplé à un disposi- tif ( 60, 61), par exemple pneumatique ou hydraulique, de compensation du poids. 7 Manipulateur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le combinateur à cames ( 33) comporte des tambours de commutation équipés d'émetteurs de signaux ( 35) qui sont reliés, par un appareil électroni- que de commutation ( 36) et des câbles de commande ( 37, 38), aux distributeurs ( 25, 26, 27) de commande des moteurs à piston rotatif ( 51, 52, 53).