Brevet FR2539663A1 — publié le 19840727

25396-63 DISPOSITIF MANIPULATEUR AUTOMATIQUE D'UN TYPE PERFECTIONNE, POUR LE SOUDAGE A L'ARC La présente invention se rapporte à un dispositif manipulateur automatique ("robot") et, plus particulièrement, à un robot articulé destiné notamment à effectuer un soudage à l'arc dans une position souhai- tée. Un robot connu de soudage à l'arc comporte un bâti stationnaire fixé sur une semelle, un support rotatif monté à rotation sur le bâti stationnaire, un moteur incorporé dans ledit bâti stationnaire pour faire tourner le support rotatif, un bras antérieur supportant un chalumeau de soudage à son extrémité libre, ainsi qu'un bras supérieur monté basculant sur ledit support rotatif en vue de supporter ledit bras antérieur Un basculement est imposé au chalumeau de soudage et aux bras antérieur et supérieur et une rotation est impri- mée au support rotatif, selon les besoins, pour amener le robot à une position appropriée permettant de souder à l'arc Un robot perfectionné de soudage à l'arc est équipé de plusieurs détecteurs installés à l'extrémité libre de son bras antérieur, ainsi que d'un certain nombre d'arbres supplémentaires Ces détecteurs et arbres imposent une grande charge de portée au bras supérieur et ils nécessitent l'utilisation d'un moteur doué d'une grande capacité d'entraînement dudit bras supérieur L'utilisation d'un dispositif hydraulique ou pneumatique a été proposée pour réduire la charge de portée imposée au moteur d'entraînement du bras supérieur Cependant, le montage supplémentaire d'un quelconque dispositif auxiliaire de ce type setraduit par un robot qui présente des dimensions et une complexité inopportunes. La présente invention a par conséquent pour objet de proposer un robot permettant de réduire la charge imposée à un moteur d'entraînement du bras supé- rieur lorsque ce bras supérieur est basculé. Un autre objet de l'invention consiste à proposer un robot muni d'un bras supérieur pouvant être supporté de manière fiable lors de ses bascule- ments. L'invention vise en outre à proposer un robot d'une réalisation compacte et simple. Ces objets sont atteints grâce à un robot comprenant un bâti stationnaire assujetti à une semelle, un support rotatif monté à rotation sur ce bâti stationnaire, un moteur de mise en rotation dudit support rotatif, un bras antérieur supportant un outil à son extrémité libre, un bras supérieur monté bascu- lant sur ledit support rotatif en vue de supporter le- dit bras antérieur, ainsi qu'un moteur installé sur ledit bras supérieur pour le faire basculer, ledit robot étant caractérisé par le fait que le moteur de mise en rotation du support rotatif est monté sur ce support, et par le fait qu'un ressort de traction est fixe par l'une de ses extrémités à l'extrémité infé- rieure du bras supérieur et est supporté en rotation, à son autre extrémité, par ledit bâti stationnaire en vue de supporter le bras supérieur lorsque ce dernier bascule. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une élévation latérale avec coupe partielle d'un robot de soudage à l'arc conformément à l'invention; et la figure 2 est une représentation ana- logue à la figure 1, illustrant à titre d'exemple ledit robot dans une position de travail. Un robot de soudage à l'arc conformément à l'invention est illustré sur la figure 1 Il comprend un bâti stationnaire 12 fixé à une semelle 10, ainsi qu'un support rotatif 14 monté à rotation sur ledit bâti stationnaire 12 par des paliers 16 et 18 Un moteur 20 assurant la rotation du support rotatif 14 est monté sur ce support 14, le bâti 12 étant creux. Ledit bâti 12 possède dans sa région inférieure un engrenage circonférentiel 22 Le moteur 20 forme un seul tenant avec le support rotatif 14 La rotation de ce moteur 20 est transmise par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse 24 à un engrenage menant 26 en prise avec l'engrenage circonférentiel 22 De, ce fait, la rotation du moteur 20 provoque la rota- tion de l'engrenage 26 autour de son axe propre, ainsi que la rotation dudit engrenage 26 et du moteur 20 autour de l'engrenage circonférentiel 22 Il-en résulte une mise en rotation du support rotatif 14 autour du bâti stationnaire 12. Un bras supérieur 28 est supporté pivotant au sommet du support rotatif 14, cependant qu'un bras antérieur 32 portant un chalumeau de soudage 30 à son extrémité libre est supporté à basculement par ledit bras supérieur 28 Un moteur 34 est prévu à la jonction entre le support rotatif 14 et le bras supérieur 28, en vue de faire basculer ce bras supérieur 28 par rap- port audit support 14. Conformément à une caractéristique notable de la présente invention, un ressort de traction 44 est intercalé entre le bras supérieur 28 et le bâti stationnaire 12 en vue de réduire la charge imposée, lorsque le bras supérieur 28 bascule, au moteur 34 destiné à faire basculer ce bras supérieur Le ressort 44 est assujetti par l'une de ses extrémités à l'ex- trémité inférieure du bras supérieur 28, son autre extrémité étant supportée à rotation par le bâti sta- tionnaire 12, en un point correspondant au centre de rotation du support rotatif 14 Le bras supérieur 28 présente une oreille 36 en saillie audelà de son extrémité inférieure et à laquelle est assujetti un support 38 du ressort Le bâti stationnaire 12 possède une zone de portée 40 munie d'une surface 40 a à conca- vité sphérique, dont le centre se trouve sur l'axe longitudinal du bâti stationnaire 12 autour duquel tourne le support rotatif 14 Un support 42 du ressort possède une surface 42 a à convexité sphérique qui est complémentaire de la surface concave 40 a et est ajus- tée rotative dans la zone de portée 40, autour d'axes horizontal et vertical Le ressort de traction 44 est solidarisé par filetage avec le support 38 par l'une de ses extrémités et avec le support 42 par son autre extrémité Une goupille 46 bloque l'extrémité supé- rieure du ressort 44 sur le support supérieur 36, tan- dis qu'une autre goupille 48 assujettit l'extrémité inférieure dudit ressort 44 au support inférieur 42. De la sorte, ledit ressort 44 forme un support rigide pour le bras supérieur 28 lorsque ce dernier occupe sa position prise par basculement, de manière à réduire la charge imposée au moteur 34 lorsque ledit bras supé- rieur bascule. La figure 2 illustre le bras supérieur 28 dans sa position prise par basculement Ce bras occupe une position d'un angle de 450 par rapport à la verti- cale Le ressort 44 exerce une traction sur l'extrémité inférieure du bras supérieur 28 et l'oblige à tourner dans la direction d'une flèche A sur la figure 2, en réduisant ainsi la charge imposée au moteur 34 Le ressort 44 peut basculer et tourner par rapport à la zone de portée 40, étant donné que la surface convexe 42 a du support inférieur 42 du ressort peut pivoter et tourner dans la surface concave 40 a de ladite zone de portée 40 Ainsi, ledit ressort 44 peut pivoter et tourner par réaction au basculement du bras supérieur 28 et à la rotation du support rotatif 14, de façon à se maintenir dans sa position optimale dans laquelle il sollicite l'extrémité inférieure du bras supérieur 28 pour lui imprimer une rotation dans le sens de la flèche A Dans l'exemple spécifique illustré sur les figures, il s'est révélé que le ressort 44 accuse une expansion de 35 mm lorsque le bras supérieur 28 a été basculé de 450 d partir de sa position verticale, et de 10 mm lorsque ce bras supérieur a été basculé de 200. Comme il ressort de la description qui pré- cède, la présente invention permet d'obtenir une struc- ture simple pour réduire la charge imposée au moteur faisant pivoter le bras supérieur, sans utiliser aucun dispositif supplémentaire hydraulique ou pneumatique de réduction de charge. On fera observer que le bâti stationnaire 12 est de préférence cylindrique. REVENDICATIONS 1 Dispositif manipulateur automatique,. caractérisé par le fait qu'il comprend un bâti sta- tionnaire ( 12) de configuration générale cylindrique, destiné à être assujetti sur une semelle ( 12) et pré- sentant une surface circonférentielle externe munie d'un engrenage circonférentiel -( 22); un support rotatif ( 14) supporté en rotation autour de ladite surface circonférentielle externe dudit bâti station- naire ( 12); un premier moteur ( 20) fixé sur le sup- port rotatif ( 14) et possédant un arbre de sortie en liaison efficace avec un engrenage menant ( 26), cet engrenage menant étant en prise avec ledit engrenage circonférentiel ( 22) en vue de faire tourner ledit support rotatif ( 14) autour dudit bâti stationnaire ( 12) lorsque ledit premier moteur est mis en action; un bras antérieur ( 32) supportant un outil ( 30) à son extrémité libre; un bras supérieur ( 28) monté à bas- culement sur ledit support rotatif ( 14) et comportant une extrémité supérieure sur laquelle l'autre extré- mité dudit bras antérieur ( 32) est en appui; un second moteur (-34) monté sur ledit bras supérieur ( 28) pour faire basculer ce bras supérieur; ainsi qu'un ressort de traction ( 44) dont une extrémité est reliée à l'ex- trémité inférieure dudit bras supérieur ( 28) et dont l'autre extrémité est reliée audit bâti stationnaire ( 12) en un point autour duquel ledit support rotatif ( 14) peut tourner. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le second moteur ( 34) est monté au point auquel le bras supérieur ( 28) est sup- porté par le support rotatif ( 14) - 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'extrémité inférieure du bras supérieur '28) présente une oreille ( 38) à la- quelle est assujetti un premier support ( 38) du ressort, l'une des extrémités de ce ressort ( 44) étant reliée par filetage audit premier support ( 38). 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'autre extrémité du res- sort ( 44) peut pivoter et tourner par rapport au bâti stationnaire ( 12). Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le point précité du bâti stationnaire ( 12) possède une surface ( 40 a), dans laquelle est ajusté à rotation un second support ( 42) du ressort présentant une surface ( 42 a) à convexité sphérique. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'autre extrémité du res- sort ( 44) est reliée par filetage au second support ( 42) dudit ressort. 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que chacun des premier ( 38) et second ( 42) supports du ressort est muni d'une goupille ( 46; 48) pour maintenir fermement le ressort ( 44) dans sa position 8 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre, sur le bâti stationnaire ( 12), des paliers ( 16, 18) pour supporter en rotation le support rotatif ( 14). 9 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'un réducteur de vitesse ( 24) est intercalé entre le premier moteur ( 20) et l'engrenage menant ( 26). 10 Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que l'outil consiste en un chalumeau de soudage ( 30).