Brevet FR2555493A1 — publié le 19850531

Appareil pour maintenir l'équilibrage de l'embiellage d'un robot. La présente invention concerne un appareil pour maintenir l'équilibrage de l'embiellage d'un robot. Les robots articulés sont en mesure de satisfaire à la nécessité d'automatiser différentes opérations de manutention de marchandises et d'économiser le travail normalement requis pour ce faire et sont, de ce fait, largement utilisés à présent dans des opérations telles que le transfert, le chargement et le déchar- gement de marchandises, ce qui apporte un grand avantage aux manutentionnaires. La gamme d'application des robots articulés est en accroissement constant. Ces robots articulés, cependant, souffrent des inconvénients suivants: un robot articulé transfère un objet à une position prédéterminée en maintenant l'objet dans la partie correspondant à la main au moyen de laquelle il est en mesure de saisir et de libérer 2 l'objet et, lorsqu'il travaille ainsi, une charge excessivement élevée peut être transmise à la partie articulée ou à l'em- biellage de celui-ci, ce qui détruit l'équilibrage du robot dans son ensemble. Dans un cas extrême, la partie articulée ou une partie de l'embiellage peut être endommagée. De plus, il peut être nécessaire d'accroitre la puissance requise pour manoeuvrer l'embiellage. En conséquence il est obligatoire d'accroitre la dimension du moteur d'entraînement ce qui entraine un accroissement des dimensions du robot dans son ensemble. En vue de la nécessité de prendre en considération le cas o l'espace pour l'installation du robot sur les lieux d'exploitation est limité, tout accroissement de la dimension du robot se traduira inévitablement par un obstacle aux opérations de manutention et provoquera également un accrois- sement déraisonnable des coûts d'installation et des coûts de fonctionnement, etc. En conséquence, un des buts de la présente invention est d'empêcher tout endommagement de la partie articulée ou de l'embiellage du robot qui pourrait être causé par une charge excessivement élevée imposée à la partie formant main. Un autre but de la présente invention est d'empêcher tout accroisement inutile dans les dimensions du moteur d'entrai- nement assurant l'entraînement de l'embiellage. Un autre objet encore de la présente invention est de faciliter la fixation et le retrait des contrepoids par rapport aux arbres supports, aussi bien que le réglage des positions de montage des contrepoids. Dans ces buts et conformément à la présente invention, il est prévu un appareil pour maintenir l'équilibrage de l'embiel- lage d'un robot dans lequel les contrepoids qui sont amovibles et réglables en ce qui concerne leur position de montage, sont montés respectivement dans l'embiellage sur les arbres supports respectifs d'une paire de bielles parallèles de manière à se trouver excentrés par rapport aux bielles cor- respondantes. Les buts ci-dessus et d'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation préférentiel, description faite avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe verticale avec arrachement partiel d'une partie essentielle d'un appareil conforme à la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe agrandie par la ligne II-II de figure 1; la figure 3 est une vue en coupe agrandie par la ligne III-III de figure 1 et la figure 4 est une illustration d'une partie essentielle de l'appareil représenté dans la figure 1 montrant comment les contrepoids sont montés respectivement sur les bielles. Une plaque d'appuil est fixée sur la surface d'un plancher g. Un bâti support 2 est fixé sur la surface de la plaque d'appui 1. Un moteur d'entrainement réversible M1, par exemple un moteur électrique réversible, est monté sur l'extrémité supérieure d'un arbre rotatif (non représenté) qui est monté à rotation dans une position verticale, par l'intermédiaire d'une portée, dans le bâti support 2. Un bâti auxiliaire 3 dans lequel est logé le moteur électrique réversible M1 est supporté à rotation dans la partie supérieure du bâti support 2. Dans le bâti auxiliaite 3 est logé de plus un autre moteur d'entrainement réversible M2, par exemple un moteur électrique réversible, disposé en parallèle avec le moteur électrique réversible M1. Le moteur d'entraînement M2 entraine en rotation un arbre rotatif 4 par l'intermédiaire d'une chaine, d'une courroie ou autre moyen similaire. L'arbre rotatif 4 est solidaire d'un élément support 5. Une barre filetée 6 est fixée sur l'extrémité supérieure de l'élément support 5 de manière à se trouver dans une position verticale. Un élément de soulèvement 7 est vissé sur le filetage externe a de la barre filetée 6, dans la partie supérieure de celle-ci. Un arbre support 8 est monté à rotation dans l'élément de sou- lèvement 7 par des roulements à rouleaux rl, r1. Des éléments de fixation 9 sont fixés respectivement sur les parties intermédiaires de l'arbre support 8 au moyen de clavettes k. Des bielles ovales allongées 10, 10 qui s'étendent vertica- lement (selon la représentation de la figure 1) sopt adaptées et fixées par leurs extrémités inférieures respectives sur les éléments de fixation 9 correspondants. Des contrepoids 11, 11 sont fixés respectivement sur les deux extrémités de l'arbre support 8 par des moyens de fixation 31 tels que des vis ou des boulons et écrous, par l'intermédiaire de manchons el, el de manière à être amovibles et de manière à ce que l'angle de montage a puisse être choisi à volonté. Il doit être noté que l'extrémité inférieure du bras support 12 est fixée sur l'arbre support 8 en étant serrée entre les éléments de fixation 9, 9. Un cadre 13 comportant des flasques accolés est fixé à l'extrémité supérieure du bâti auxiliaire 3.Un moteur d'entraînement réversible M3, par exemple un moteur électrique réversible, est logé et fixé à l'intérieur du cadre 13. Le moteur d'entraînement réversible M3 entraîne en rotation une barre filetée 17 par l'intermédiai- re d'une poulie 14, d'une courroie 15 et d'une poulie 16. Un élément à translation 18 est vissé sur la barre filetée 17. L'élément à translation 18 est solidaire d'un élément support 19. Un arbre support 20 est monté à rotation dans l'élément support 19 par des roulements à rouleaux r2, r2. Des éléments de fixation 21, 21 sont adaptés et fixés sur les deux extrémités de l'arbre support 20. Les extrémités inférieures respectives des longues bielles ovales 22, 22 sont fixées respectivement sur les éléments de fixation 21, 21. Sur les côtés externes respectifs de ces bielles 22, 22, des bielles ovales courtes 23, 23 qui s'étendent horizon- talement (selon la représentation de la figure 1) sont sup- portées de façon pivotante, au droit de leurs parties inférieures respectives, par l'arbre support 20 par l'intermédiaire de roulements à rouleaux r3, r3. D'autre part les parties supé- rieures respectives des bielles 23, 23 sont reliées de façon mobile aux bielles correspondantes 10, 10 par des broches 2 qui font saillie depuis les parties inférieures respectives des bielles 10, 10. De plus des contrepoids 24, 24 sont fixés respectivement sur les deux extrémités de l'arbre support par des moyens de fixation 32, tels que des vis ou des boulons et écrous, par des manchons e2, e2 de manière à être amovibles et de manière à ce que l'angle de montage B puisse être choisi à volonté. Il doit être noté qu'il est possible de fixer les contrepoids, pour qu'ils assurent tout couple désiré, quelle quesoit la distance d entre les bielles 10 et 22 en excentrant les lignes centrales respectives W1-W1, W2-W2 des contrepoids 11, 24 par rapport aux lignes centrales respectives Cl-C1, C2-C2 des bielles 10, 22. Une barre de guidage 25 est montée de façon pivotante par un arbre support prévu à l'extrémité la plus éloignée du bras support 12. L'extrémité supérieure de la barre de guidage 25 est reliée de façon mobile à l'une (l'extrémité de gauche comme représenté dans la figure 1) des extrémités d'un élément de jonction J de forme en T monté de façon pivotante par une broche q s'étendant entre les extrémités supérieures respectives des bielles 10. La barre de guidage 26 est reliée de façon mobile à l'autre extrémité (l'extrémité de droite dans la figure 1) de l'élément de jonction J. L'extrémité supérieure de l'élément support S est reliée de façon mobile à une broche 29 faisant saillie depuis l'extrémité la plus éloignée de la barre de guidage 26. Un arbre support 27 est supporté horizontalement et fixé sur l'élément support S. Une extrémité d'une bielle longue 28 s'étendant horizontalement (comme vu dans la figure 1) est reliée de façon mobile à l'arbre support 27. L'autre extrémité de la bielle 28 est reliée de façon mobile la broche g. De plus une partie intermé- diaire de la bielle.28 est fixée de façon mobile sur une broche f s'étendant entre les extrémités supérieures respec- tives des bielles 22. Le moteur d'entraînement réversible M3, par exemple un moteur électrique réversible, est installé sur la partie supérieure de l'élément support S. La partie inférieure de l'arbre rotatif (non représentée) du moteur est fixée sur la partie supérieure d'un élément suspendu en T qui est suspendu à la partie inférieure de l'élément support S, en autorisant de ce fait l'élément suspendu T à tourner par rapport à l'élément support S. De plus l'élément suspendu T est muni sur son cté. inférieur de grappins n et de doigts u qui sont ouverts et fermés au moyen d'un moteur d'entraînement tel qu'un vérin pneumatique (non représenté) en permettant de ce fait des opérations telles que le serrage, le transfert et le magasinage d'un objet V. Il doit être noté que l'ensemble des trois arbres supports 8, 20 et 27 doivent être alignés les uns avec les autres, selon une ligne droite, à tout moment. Il doit être noté également que les bielles 10, 22, 23 et 28 ci-dessus décrites sont, dans l'en- semble, désignées par l'appellation de mécanisme d'embiellage L. Dans les dessins, les symboles de référence Yl à y7 dési- gnent des entretoises tandis que 61 et 62 désignent les dis- tances d'excentrement respectives en ce qui concerne les contrepoids 11, 24. En cours de fonctionnement, lorsque l'élément suspendu T maintenant l'objet V par les grappins n et doigts u se trouve dans la position représentée en traits pleins dans la figure 1, le moteur primaire réversible 1 est mis en route de manière à faire tourner le bâti auxiliaire 3 et tous les éléments au-dessus de celui-ci de tout angle désiré par rapport au bâti support 2. D'autre part, le moteur d'entraînement réver- sible M2 est actionné de manière à faire tourner la barre filetée 6 dans la direction de la flèche (dans la figure 1), par exemple, afin de soulever l'élément de soulèvement 7 par le filetage externe a. Ensuite, lorsque les bielles supportées par l'élément de soulèvement 7 sont tournées dans le sens des aiguilles d'une montre (dans la représentation des figures 1 et 2), l'élément support S est abaissé par l'intermédiaire de l'élément de jonction J, de la barre de guidage 26 et de la bielle 28, ce par quoi l'élément suspendu T est placé dans toute position désirée, qu'il soit ou non en cours de rotation. Les grappins n et les doigts u sont alors ouverts au moyen de leur moteur d'entraînement tel qu'un vérin pneumatique, ce qui permet à l'objet V de tomber ou d'être placé sur un article préalablement emmagasiné direc- tement en-dessous de l'élément suspendu T. Après que l'opéra- tion ci-dessus décrite ait été achevée, les moteurs électriques réversibles M1 et M2 sont entrainés respectivement dans les directions inverses de celles ci-dessus, ce par quoi l'élément de soulèvement 7 est abaissé de manière à ramener l'élément suspendu T dans la position représentée en traits pleins et le bâti auxiliaire 3 est tourné par rapport au bâti support 2 de manière à revenir dans sa position antérieure afin d'être prêt pour un objet suivant V. Lorsque le moteur d'entraînement réversible M3 est actionné de manière à faire tourner la barre filetée 17 dans la direc- tion de la flèche (dans la figure 1), par exemple, par l'inter- médiaire de la poulie 14, de la courroie 15 et de la poulie 16, comme l'élément de translation 18 est vissé sur la barre filetée 17 et déplacé vers la droite (comme vu dans la figure 1), l'élément support 19 est déplacé horizontalement vers la droite. En conséquence l'élément suspendu T est également déplacé simultanément horizontalement vers la droite. Ainsi on comprendra qu'il est possible de déplacer l'élément suspendu T à la fois verticalement et horizontalement à volonté, à partir de la position représentée en traits pleins en mettant en route respectivement les moteurs d'entraînement réversibles M2, M3. Il doit être noté que les bielles 10, 22 sont déplacées simultanément par le fonctionnement des moteurs d'entraînement réversibles M2 ou M3 tout en conservant leur parallélisme au moyen des broches y, f et de la bielle 28. Lorsque le poids de l'objet V est excessivement important et lorsqu'il est en conséquence difficile de maintenir l'état d'équilibre du robot dans son ensemble, les moyens de fixation 31, 32 sont, tout d'abord, desserrés aux extrémités respectives des arbres supports 8, 20. Ensuite, les contrepoids 11, 24 sont réglés respectivement à des angles choisis convenablement par exemple a et B, et ils sont alors fixés à nouveau sur les extrémités respectives des arbres supports 18, 20 par les moyens de fixation 31, 32. Après cela les contrepoids 11, 24 sont respectivement fixés de manière à présenter des excentricités 61 et 62 par rapport aux lignes centrales respectives C1-Cl, C2-C2 des bielles 10, 22. Il en résulte que l'embiellage L dans son ensemble est dans un état d'équi- librage satisfaisant avec le poids de l'objet V, ce par quoi il est possible d'égaliser la charge dans l'ensemble du mécanisme d'embiellage L. De plus il est possible d'accroitre la résistance du mécanisme d'embiellage L dans son ensemble et, de ce fait, il est possible d'empêcher tout endommagement des éléments articulés ou des bielles. De plus il est possible de fixer respectivement les couples exercés par les contrepoids 14, 28 à toutes valeurs désirées dans des positions appropriées sur les arbres supports 8, 20, quelle que soit la distance d entre les bielles 10, 22. Il est de ce fait possible de maintenir constamment l'équilibrage de l'embiellage L en appliquant au mécanisme d'embiellage L un moyen convenable par lequel il est possible de satisfaire à toute modification dans le poids de l'objet V à manipuler. De plus il est possible de fixer et de retirer facilement les contrepoids 11, 24 par rapport aux arbres supports 8, 20 au moyen des manchons el, e2 et, de ce fait, il est possible d'éliminer la nécessité du travail gênant et qui demande beaucoup de temps, habituel- lement requis pour une telle opération. De plus il n'y a aucune possibilité que le mécanisme pour maintenir l'équili- brage de l'embiellage L puisse présenter un accroissement inutile de la dimension ou soit compliqué. La présente in- vention offre ainsi différents effets avantageux. Revendications 1. Un appareil pour maintenir l'équilibrage de l'embiellage d'un robot comprenant une paire de bielles parallèles (10- 22) dans ledit mécanisme d'embiellage et des arbres supports (8-20) faisant saillie respectivement à partir des parties inférieures respectives desdites bielles (10-22), caractérisé en ce que les contrepoids (11-24) fixés respective- ment sur lesdits arbres supports (8-20) de manière à être amovibles aussi bien que réglables dans leur position de montage, sont excentrés par rapport aux lignes centrales (Cl-C1, C2- C2) des bielles (10-22) correspondantes. 2. Un appareil pour maintenir l'équilibrage de l'embiellage d'un robot selon la revendication 1, caractérisé en ce que les arbres supports (8-20) faisant saillie respectivement à partir de la paire de bielles parallèles (10-22) dans ledit mécanisme d'embiellage comportent sur leurs extrémités respectives des manchons (e!-e2) avec des moyens de fixation permettant auxdits manchons d'être fixés et détachés desdits arbres supports (8-20) et en ce que les contrepoids (11-24) montés respectivement sur lesdits manchons (el-e2) sont susceptibles d'être fixés aux extrémités respectives desdits arbres supports par lesdits moyens de fixation de manière à être amovibles aussi bien que réglables dans leur position de montage et à être excentrés par rapport aux lignes centrales (Cl-C1, C2-C2) des bielles (10-22) correspondantes. 303. Un appareil pour maintenir l'équilibrage de l'embiellage d'un robot selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites paires de bielles parallèles dans ledit embiellage sont montées de manière à s'étendre verticalement, ledit mécanisme d'embiellage comportant de plus des arbres supports (q, f, p, 20) faisant saillie respectivement à partir des parties supérieures et inférieures desdites bielles (10-22) et des bielles longues et courtes (28-23) étant reliées de façon mobile entre les arbres supports supérieurs (q, f) et entre les arbres supports inférieurs (p, 20) respectivement. 4. Un appareil pour maintenir l'équilibrage de l'embiellage d'un robot selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits arbres supports (8-20) qui font saillie respectivement à partir desdites paires de bielles (10-22) s'étendent verticalement dans ledit embiellage, et un arbre support (27) prévu sur l'un des côtés de ladite bielle longue (28) à proximité d'un é 1 é m e n t support (T), ladite bielle (28) reliant ensemble de façon mobile les parties supérieures respectives (q-f) desdites bielles (10-22), sont à tout moment alignés les uns avec les autres, selon une ligne droite.