Brevet FR2558404A1 — publié le 19850726

- 1- 255840 4 POIGNET DE ROBOT MAGNETIQUE. Un robot comporte, en général, un poignet propre à exécuter une opération donnée, poignet qu'il peut déplacer pour l'amener en un point de coordonnées définies auquel l'axe du poignet se présente selon une direction également définie, par exemple verti- cale. Un robot de ce genre peut notamment être utilisé pour intro- duire une pièce mâle dans un alésage, l'extrémité de la pièce et/ ou l'ouverture de l'alésage étant chanfreinées pour faciliter cette opération. Si l'axe du poignet du robot coincide parfaitement avec l'axe de l'alésage, il suffit de déplacer le poignet dans la di- rection de cet axe pour insérer la pièce dans l'alésage. Mais, en général, la coïncidence ne peut être réalisée que dans les limites de la tolérance du robot; il peut donc arriver que l'insertion ne puisse s'effectuer. La présente invention a pour objet un poignet de robot qui permet d'introduire sans difficulté une pièce mâle dans un alésage, lorsque l'extrémité de la pièce et/ou l'ouverture de l'alésage sont chanfreinées. Le poignet de robot selon l'invention comprend un bras relié au robot et un embout propre à porter la pièce et est caractérisé en ce qu'il comporte des élémenrs de liaison solidaires du bras et de l'embout et permettant un déplacement relatif libre, guidé par la pièce, de l'embout. Le poignet peut comporter des moyens pour assurer un auto- centrage des moyens de liaison. Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, les moyens de liaison comprennent deux éléments aimantés dans la direc- tion de leur axe, qui sont interposés entre le bras et l'embout, disposés de manière à s'attirer mutuellement, et séparés l'un de l'autre par des billes. Les faces en regard des éléments aimantés peuvent être planes, les éléments étant solidaires respectivement des bras et de l'em- bout. L'embout peut ainsi se déplacer parallèlement à lui-même dans n'importe quelle direction, en ayant deux degrés de liberté. - 2- Les faces en regard des éléments aimantés peuvent également être sphériques, l'une concave et l'autre convexe, les éléments étant solidaires respectivement du bras et de l'embout. L'embout peut ainsi s'orienter dans n'importe quelle direction par rapport au bras. Dans un mode particulier de l'invention, les moyens de liai- son comprennent trois éléments différents aimantés dans la direc- tion de leur axe, qui sont superposés et séparés les uns des au- tres par des billes, l'un des éléments d'extrémité étant solidaire du bras alors que l'autre est solidaire de l'embout, l'embout cen- tral présentant une face plane en regard d'une face plane de l'un des éléments d'extrémité et une face sphérique, concave ou convexe en regard d'une face sphérique, respectivement convexe ou concave, de l'autre élément d'extrémité. L'embout possède ainsi quatre de- grés de liberté par rapport au bras. Les faces en regard des éléments aimantés ont de préférence même section transversale. Ces éléments tendent alors, sous l'ef- fet des forces magnétiques, à se disposer exactement en regard l'un de l'autre en assurant ainsi un autocentrage de l'embout par rapport au bras. On a décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, deux modes de réalisation d'un poignet de robot selon l'invention avec référence au dessin annexé dans lequel: La Figure 1 est le schéma d'un poignet admettant un déplace- ment plan, à deux degrés de liberté; La Figure 2 est le schéma d'un poignet admettant à la fois un déplacement plan et un déplacement angulaire, l'ensemble ayant quatre degrés de liberté. Tel qu'il est représenté à la Figure 1, le poignet de robot comprend un bras 1 qui présente un épaulement 2 et une partie d'ex- trémité 3 de diamètre réduit; cette dernière est engagée dans l'a- lésage 4 d'un disque plan 5 qui est aimanté dans la direction de l'axe du bras et du disque, c'est-à-dire que ses faces aimantées sont ses faces perpendiculaires à cet axe. Le disque est maintenu contre l'épaulement 2 par une rondelle amagnétique 6 fixée par des vis 7. - 3 - Le poignet de robot comprend également un embout 8 présen- tant un alésage 9 dans lequel est disposé un disque aimanté 10, de même forme et de même section que le disque 5. Ce disque est maintenu dans l'alésage 9 par une rondelle amagnétique llfixée par des vis 12 sur la tranche de l'embout 8. L'embout 8 est disposé de façon que les deux disques 5 et 10 soient en vis & vis; ces disques sont fixés de manière que leurs faces en regard présentent des polarités contraires et tendent ain- si à s'attirer mutuellement. Ils sont maintenus séparés l'un de l'autre par des billes 13 qui sont intercalées entre eux en permet- tant de petits déplacements de l'embout 8 parallèlement à lui-même par rapport au bras 1. Les rondelles 7 et 11 servent-de butoirs inté- rieur et extérieur pour ces billes et les empOchent de s'échapper. L'attraction mutuelle des deux disques 5 et 10 assure un auto- centrage de l'embout 8 par rapport au bras 1 et une répartition homogène des billes dans l'intervalle de séparation 14. L'embout 8 présente, à son extrémité opposée au disque 5, une partie de diamètre réduit 15 munie d'un perçage axial 16. Dans ce perçage peut être emmanchée une pièce 17, par exemple cylindrique, dont l'extrémité présente un chanfrein 18 et qui est destiné & être inséré dans un alésage 19, également muni d'un chanfrein 20, d'une pièce fixe 21. La pièce 17 peut être maintenue dans l'embout par une bille ou un galet d'appui 22 sur lequel un ressort 23 peut exercer une pous- sée par l'intermédiaire d'une rondelle 24. Celle-ci est solidaire d'une tige de traction axiale 25 commandée par un électro-aimant 26. L'aimantation des disques 5 et 10 est telle que la force d'at- traction soit supérieure au poids de l'embout 8 portant la pièce 17. Quand la pièce 17 est engagée dans le chanfrein de l'alésage 19 et que le poignet est déplacé verticalement pour insérer cette pièce 17 dans l'alésage, l'effort transversal exercé par le chan- frein 18 provoque un déplacement de l'embout par roulement des bil- les 13 contre les faces en regard des disques 5 et 10. Après insertion de la pièce 17, l'électro-aimant 26 est actionné de sorte que la rondelle d'appui 24 s'écarte de la bille ou du galet 22, la pièce n'étant ainsi plus maintenue dans le perçage 16. Dès 4 2558404 que le bras ayant reculé, la pièce 17 est libérée, l'effort trans- versal exercé sur l'embout disparaît et cet embout se recentre auto- matiquement sous l'effet de l'attraction des deux disques. Dans le mode de réalisation de la Figure 2, on retrouve le bras 1 sur lequel est fixé le disque aimanté 5. Mais en regard de celui- ci se trouve une pièce aimantée 27 qui présente une face plane cir- culaire 28 tournée vers le disque 5, de même section transversale que ce disque, les billes 13 étant intercalées entre cette face plane et le disque, et une face sphérique concave 29. Le poignet comporte par ailleurs une autre pièce aimantée 30, fixée dans l'embout 8 et présentant une face sphérique convexe 31 disposée vis à vis de la face sphérique 29 de la pièce 27, ces deux faces ayant môme section transversale et présentant des polarités contraires. Les deux faces 29 de la pièce présentent un mane centre situé au voisinage de l'extrémité de la pièce à introduire 17. Des billes 32 sont interposées entre les deux faces 29 et 31. Des ron- delles analogues aux rondelles 6 et 11 et non représentées au dessin empachent les billes 13 et 32 de s'échapper. La pièce 17 peut ainsi se déplacer parallèlement à elle-mame par rapport au bras 1 dans n'importe quelle direction alors que l'embout 8 peut pivoter dans n'importe quel sens par rapport à la pièce 27. On voit ainsi qu'il est possible de corriger un défaut de position selon deux degrés de liberté et un défaut d'orientation également selon deux degrés de liberté. Il va de soi que la présente invention ne doit pas être consi- dérée comme limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. 5 REVENDICATIONS 1. - Poignet de robot destiné à introduire une pièce mâle dans un alésage, l'extrémité de la pièce et/ou l'ouverture de l'alésage étant chanfreinées, et qui comprend un bras 1 relié au robot et un embout 8 propre à porter la pièce 17, caractérisé en ce qu'il comporte des éléments de liaison solidaires du bras et de l'embout et permettant un déplacement relatif libre, guidé bar la pièce, de l'embout. 2. - Poignet selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour assurer un autocentrage des moyens de liaison. 3. - Poignet selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de liaison comprennent deux éléments 5,10,27 ou almantés dans la direction de leur axe, qui sont interposés entre le bras et l'embout, disposes de manière à s'attirer mutuel- lement, et séparés l'un de l'autre par des billes 13 ou 32. 4. - Poignet selon la revendication 3, caractérisé en ce que les faces en regard des éléments 5 et 10 sont planes, les éléments étant solidaires respectivement du bras 1 et de l'embout 8. 5. - Poignet selon la revendication 3, caractérisé en ce que les faces en regard des élément aimantés sont sphériques, l'une concave et l'autre convexe, les éléments étant solidaires respec- tivement du bras 1 et de l'embout 8. 6. - Poignet selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de liaison comprennent trois éléments 5,27 et 30 aiman- tés dans la direction de leur axe, qui sont superposes et séparés les uns des autres par des billes 13 ou 32, l'un des éléments d'ex- trémité étant solidaire du bras 1 alors que l'autre est solidaire de l'embout 8, l'élément central 27 présentant une face plane 28 en regard d'une face plane de l'un 5 des éléments d'extrémité et une face sphérique 29, concave ou convexe, en regard d'une face sphé- rique 21, respectivement convexe ou concave, de l'autre élément d'extrémité 30. 7. - Poignet selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé -6 - 2558404 en ce que les faces en regard des éléments aimantés ont môme sec- tion transversale. 8. - Poignet selon l'une des revendications 3 à 7, caracté- risé en ce que l'un 5 des éléments aimantés comporte un alésage dans lequel est engagé une extrémité 3 du bras 1 et est maintenu par une rondelle amagnétique 6 formant en même temps butoir inté- rieur pour les billes 13. 9. - Poignet selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que l'un 10 des éléments aimantés est engagé dans un évidement 9 de l'embout 8 et maintenu par une rondelle amagnétique 11 formant en même temps butoir extérieur pour les billes 13. 10. - Poignet selon l'une des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce que l'embout comporte des moyens 22...26 pour main- tenir la pièce 17 et propres à libérer cette pièce sur ordre du robot quand elle est engagée dans son alésage.