Brevet FR2545029A1 — publié le 19841102

L'invention a pour objet un manipulateur comprenant un corps fixe ayant un logement à travers lequel se déplace le long d'un axe longitudinal, et sans tourner, une colonne guidée qui a une extrémité active apte à recevoir une tête opératoire et une extrémité opposée apte à recevoir des butées mobiles dont la coopération avec des butées fixes, solidaires du corps, détermine les positions extrêmes que peut prendre cette colonne lorsque celle-ci est actionnée par des moyens moteurs exerçant sur elle une poussée ou une traction longitudinale, les positions de coopération entre ces butées étant définies à l'aide de moyens de réglage qui permettent de modifier leur position relative. De tels manipulateurs sont largement utilisés pour effectuer par exemple la mise en place de petites pièces dans des appareils dont le montage est effectué à L'aide de chalnes de production automatisées. Dans ces appareils connus, dont la constitution répond à la constitution générale mentionnée ci-dessus, la présence des câbles électriques et des canalisations d'air comprimé qui doivent assurer la fourniture de signaux divers et apporter l'énergie nécessaire aux déplacements de la tête opératoire, constituent fréquemment un sujet de préoccupation pour l'utilisateur, car ceux-ci sont généralement disposés d'une façon telle que leur détérioration est à craindre au cours des différents mouvements ; par ailleurs, la situation des butées ainsi que leur accessibilité, ne répondent pas toujours aux souhaits du personnel de maintenance ; de plus, ces appareils qui n'effectuent souvent que des opérations élémentaires, deviennent volumineux lorsque l'on souhaite améliorer la précision et la rapidité des mouvements. L'invention se propose par suite d'apporter à un manipulateur dont la constitution générale répond à celle mentionnée ci-dessus, des aménagements susceptibles d'une part, d'améliorer la protection des divers câbles et conducteurs, et d'autre part, de rendre plus aisées les opérations de règlage nécessaires à la détermination des diverses positions d'arrêt de la tête opératoire, tout en lui conservant un volume et un court technique compatibles avec la précision requise. Selon l'invention, le but visé est atteint grâce au fait que les butées mobiles sont accrochées à l'extérieur du logement dans au moins l'une de plusieurs rainures longitudinales externes, de la colonne qui sont dirigées vers une premiere région contenant les butées fixes, tandis que des canalisations mobiles et des cabres mobiles, destinés à alimenter notamment la tête opératoire, circulent dans une seconde région opposée à la première par rapport à un plan PP' passant sensiblement par l'axe longi- tudinal de la colonne, avant de s'engager dans un canal longitudinal traversant cette colonne. Ces caractéristiques de l'invention ainsi que d'autres mesures qui sont prises dans son cadre, soit pour faciliter sa mise en oeuvre, soit pour dérinir des modes de réalisation avantageux de certains des éléments qui lui sont nécessaires, seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit, donnée sans intention limitative.On se reportera aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en élévation d'un manipulateur conforme à l'invention, - la figure 2 ----- est une vue de coté en coupe par le plan QQ' de la figure 1; du châssis destiné à porter les butées fixes, celles ci n'étant pas représentées, - la figure 3 est une vue en coupe partielle par l'axe longitudinal montrant la disposition des moyens moteurs utilisés, - la figure 4 est une vue de détail agrandie montrant la disposition des câbles électriques et des canalisations, - la figure 5 est une vue de détail agrandie montrant un amortisseur et sa butée, - la figure 6 est une vue de détail agrandie montrant une butée fixe et une butée mobile, - la figure 7 est une vue en coupe par un plan transversal montrant une variante de réalisation à butée fixe éclipsable, - la figure 8 est une vue en coupe selon S-S' de la figure 7, - la figure 9 est une vue en coupe selon R-R' de la figure 1. Un manipulateur 1, visible a la figure 1, comprend un corps 2 qui est associé par des moyens décrits plus loin, à une colonne verticale 48 reposant sur une surface horizontale 49 ; ce corps 2 présente un logement traversant 3 à l'intérieur duquel une colonne mobile 4 coulisse, sans tourner, le long d'un axe longitudinal XX' qui est ici horizontal. Une première extrémité 4a de la colonne 4 porte une tête opératoire 5 qui ne sera pas dédrite en détail mais dont les déplacements devront être effectués entre, par exemple, deux positions extrêmes reglahles I et Il, une position d'arrêt III extérieure à cette course entre I et Il pouvant le cas échéant être utilisée. Les moyens prévus pour empêcher cette colonne de tourner autour de son axe seront décrits plus loin à titre d'exemple. Une seconde extremité 6 de cette colonne, opposée à la première, porte extérieurement des butées mobiles 7 et 15 qui sont fixées de façon longitudinalement ajustable, dans au moins une rainure longitudinale externe 16a et de préférence dans deux rainures longitudinales 16a respectivement 16b, grâce à des moyens de blocage 14, 18 respectivement introduits dans ces rainures (figure 2). Ces butées mobiles coopèrent avec des butées fixes 8,9 qui sont fixées de façon ajustable en sens longitudinal à l'aide de moyens de blocage 12ex3 respectivement sur un support 10 solidaire du corps 2, (voir figure 1). Ces butées sont disposées dans un espace ou volume 17 qui est situé d'un même côté d'un plan PP' passant sensiblement par l'axe XX' de la colonne 4. Des moyens moteurs 11 placés sensiblement dans l'axe XX' et qui s'appuient sur ce support 10 communiquent à la colonne des mouvements longitudinaux entre les positions choisies en raison de l'apparition de signaux de commande à chacune des positions 1,11,111, ces signaux étant com muniqués à une centrale logique (non représentée) fournissant à ces moyens moteurs et dans le sens voulu, l'énergie nécessaire aux déplacements ultérieurs. Pour la fourniture d'énergie à la tête opératoire 5 et la transmission des signaux qu'elle émet, des conduites pneumatiques souples 20 ainsi que des câbles électriques 19 s'engagent dans un logement longitudinal interne 22 de la colonne 4 7 (figures 1 et 3). Ces conduites et câbles circulent extérieurement dans un volume ou espace 21 qui est placé de l'autre côté du plan PP' que celui qui contient les butées de façon que les mouvements et déforma- tions que ceux-ci subissent lorsque la colonne se déplace, ne viennent pas perturber la coopération des butées fixes et mobiles, (figure 4). Ainsi qu'on le voit mieux à la figure 1 qui représente un mode de réalisation avantageux, les volumes 17 et 21 sont compris entre le plan PP' et deux parois 23,24 qui lui sont parallèles, des premières extrémités 25,26 de ces parois étant fixées sur le corps 2,'tandis que des secondes extrêmités opposées 29,28 soutiennent une cloison extérieure 27 qui est sensiblement perpendiculaire à l'axe XX'. Cette cloison comporte notamment un point d'appui 30 sur lequel reposent les parties fixes des moyens moteurs. Dans un mode de réalisation avantageux, qui est visible sur la figure 3, les moyens moteurs 11 sont constitués par un vérin 31 ayant d'une part un cylindre 35 dont l'ex trémité 34 opposée à la tige 33 est fixée en un point 36 à l'intérieur du canal 22 et au voisinage de la tête opératoire 5, d'autre part une extrémité de tige 32 qui est rendue solidaire de la cloison 27 grâce à des moyens d'association élastiques destinés à compenser des défauts d'alignement et à amortir localement les accélérations que subit le vérin lors de sa mise en mouvement, Ces moyens, qui composent ensemble le point d'appui 30, comprennent par exemple, deux rondelles ou tores 3osa;; 30b en matière élastomère qui sont appliquées sur les faces opposées 27t, 27b de la cloison 27 par deux rondelles métalliques 30c, 30d rendues solidaires de l'extrémité 32 qui traverse cette cloison. Un couple de butées coopérantes, comprenant par exemple, une butée fixe 8 et une butée mobile 7 et visible sur la figure 1, présente des moyens appelés à se rencontrer en effectuant des fonctions de trois naturese Ces fonctions sont le ralentissement du mouvement relatif avant llac- costage mécanique, la signalisation électrique du couple de butées qui se rencontrent, et la mise en contat de surfaces d'appui mécaniques pour déterminer la position concernée que prend la colonne 4. Le ralentissement est obtenu par la rencontre préalable d'une surface 75 de la butée fixe 8 avec la tête 74a d'un amortisseur 74 qui est solidaire de la butée mobile 7figure 5). La signalisation électrique est obtenue par la rencontre d'une surface frontale, appartenant par exemple, à une tête 72a de vis règlable 72 engagée longitudinalement dans le corps 7a de la butée mobile 7, avec le poussoir 73a d'un interrupteur de position électrique ou pneumatique 73 qui est solidaire de la butée fixe 8. Enfin, l'accostage mécanique est obtenu par la rencontre d'une surface frontale, appartenant par exemple à une tête 70a d'une vis rcglabîe 70 engagée longitudinalement dans la butée mobile 7, avec une surface d'appui frontale 71 de la butée fixe 8. La butée fixe 8 est solidarisée avec la paroi 24 et est guidée de façon réglable grâce à la coopération d'une nervure longitudinale 12a (figure 6) qu'elle porte avec une ouverture longitudinale oblongue 37 de cette paroi, la fixation étant obtenue grâce à la vis de serrage 12c (voir aussi figures 7 et 8). La butée mobile 7 présente pour son guidage et sa fixation, une nervure longitudinale 7b figure 632 qui est engagée dans une rainure longitudinale de la colonne 4 telle que 52 ou 53 (figure 2) et un écrou coulissant 76 en forme de queue d'aronde qui s'engage dans la partie correspondante de la rainure (figure 6) ;; une vis de serrage 77 constitue avec cet écrou 76 les moyens de fixation 14 Les butées mobiles 7 et 15 seront de préférence identiques et peuvent être engagées dans leur rainure respective 52, 53 en sens inverse de façon à coopérer avec les butées fixes 8 et 9 qui pourront elles-mêmes être identiques et être engagées en sens inverse dans leur rainure 37 respectivement 38a, lorsque la paroi 24 présente deux rainures 37, 38a, (figure 8). Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 7 et 8, la rainure 38a n'a pas été utilisée pour porter une butée fixe 9, mais une butée fixe éclipsable 9a a été disposée sur une paroi latérale 43 qui est parallèle à l'axe XX' et qui s'applique par exemple sur les parois parallèles 23, 24. Une telle disposition est recommandée lorsque la tête opératoire doit pouvoir s'arrêter dans une position III qui est extérieure à l'intervalle compris entre les positions I et Il. Cette situation se présente par exemple lorsque le manipulateur doit, soit effectuer un chargement entre les positions I et il lorsque les pièces manipulées sont conformes, soit effectuer une mise au rebut entre les positions I et III lorsque les pièces manipulées ont été reconnues défectueuses par un détecteur approprié qui est placé en amont du manipulateur La course de chargement s'effectue alors soit entre les positions I et Il définies par les positions des butées fixes 8 et 9a, cette dernière étant placée dans le trajet de la butée mobile 15, soit entre les positions I et III définies par les positions de la butée fixe 8 et d'une troisième butée fixe telle que 44 (figure 1). Cette dernière butée qui est semblable aux deux autres, est placée de préférence au voisinage immédiat du corps 2 ou éventuel- lement à l'intérieur de celui-ci et se trouve naturellement dans le trajet parcouru par la butée mobile 15. La butée fixe éclipsable 9a est montée de façon à se déplacer transversalement en sens T (figures 8 et 7 grâce à un patin 80 qu'elle présente et qui est engagé dans une coulisse 81 placée à l'intérieur d'un boîtier 39 fixé de façon amovible et réglable longitudinalement sur la paroi 43 à 1-' aide d'une rainure longitudinale 38b de celle-ci et de moyens de fixation à vis et écrou 82. Les déplacements de la butée 9a sont obtenus grâce à des moyens 40 comprenant (figures 7 et 8).d'une part un petit vérin 41, ayant par exemple un axe parallèle à XX' pour réduire l'encombrement, et d'autre part un levier de transmission 42 dont une extrémité est liée à la tige du vérin et dont l'autre extrémité est liée au corps de la butée 9a. Un évidement 83 de largeur suffisante est prévu dans la cloison 43 pour permettre le mouvement transversal T de la butée 9a et les déplacements longitudinaux de réglage en position. Grâce au fait que l'ensemble des butées fixes et mobiles 7,8,9,9a, 15 est ajustable longitudinalement, une grande souplesse de reglage est conférée à l'appareil. Une possibilité supplémentaire du réglage longitudinal de la position de la tête opératoire est encore donnée grâce au fait que le corps 2 présente extérieure ment une queue d'aronde longitudinale 45 pouvant coulisser dans une rainure de même profil 51 qui est disposée dans une potence 47, (figure 9). Cette potence 47 a un alésage vertical 50 lui permettant de coulisser sur la colonne fixe verticale 48, ceci pour autoriser le choix de sa position verticale et l'orientation du manipulateur en coopération avec des moyens de serrage tels que 46a et 46b. Sur cette même figure 9 apparaît l'une des deux paires de diabolos 84,85 qui assurent le guidage axial et non rotatif de la colonne prismatique 4. REVENDICATIONS 1. Manipulateur comprenant un corps fixe (2) ayant un logement traversant (3) dans lequel est montée dépla- çable, le long d'un axe longitudinal et sans tourner, une colonne guidée 2. Manipulateur selon la revendication 12 caractérisé en ce que les deux régions 3. Manipulateur selon la revendication 2, carac merise en ce que les moyens moteurs (11) sont constitués par un vérin (315 dont l'e-Ccrémité (32: de la tige (33) est fixée dans la cloison (27), et dont l'extrémité opposée (34) du cylindre (35) est placée dans le canal longitudinal (22) et est fixée en un point (36) au voisinage de la tête opératoire (5). 4. Manipulateur selon l'une quelconque des reven dictions 2, 3, caractérisé en ce qu'une première paroi parallèle (24) comporte des premières surfaces de guidage longitudinales (37) pour recevoir au moins une première butée fixe 18) qui coopère avec une première butée mobile (7) et qui est ajustable longitudinalement grâce à des premiers moyens de serrage (12) qui l'appliquent fermement contre ces premières surfaces (37) Manipulateur selon l'une quelconque des reven- dications 2,4, caractérisé en ce que une seconde paroi (24,43) parallèle à l'axe longitudinal XX' presente des secondes rainures de guidage longitudinales (38a, 38b) pour recevoir au moins une deuxième butée fixe (9, 9a) qui coopère avec une deuxième butée mobile (15) et qui est ajustable longitudinalement tandis que des seconds moyens de blocage permettent de l'immobiliser fermement dans ces secondes rainures 6. Manipulateur selon la revendication 5, caraco térisé en ce que la butée (9a) est portée par un support ajustable (39) le long des surfaces de guidage (38b) quicomporte des moyens de commande (40) pour éclipser la butée en sens transversal (T). 7. Manipulateur selon la revendication 6, carac térisé en ce que le support (39) est extérieur à la paroi qui le porte et il est muni comme moyen moteur d'un petit vérin (41) dont l'axe(Xl X'1)est parallèle à l'axe longitudinal (X, X') du manipulateur. 8. Manipulateur selon l'une quelconque des revendi cations 5 à 7, caractérisé en ce que la paroi (43) qui porte le support ajustable (39) et la rainure (38b) est perpendiculaire aux deux parois parallèles (23,24) et parallèle à l'axe longitudinal (X, X') du manipulateur. 9. Manipulateur selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que la seconde butée mobile (15) coopère avec une troisième butée fixe (44) placée au voisinage immédiat du corps (2).