Brevet FR2558409A1 — publié le 19850726

MANIPULATEUR DE PREHENSION POUR MACHINE A INJECTER La présente invention concerne les manipulateurs de préhension pour machine à injecter, et plus particulièrement ceux qui permettent de venir saisir les objets moulés, en sortie de cesdites machines. Il existe depuis fort longtemps des machines dites machines à injecter qui réalisent des objets moulés à partir de matières plastiques en fusion. Très schématiquement, ces machines comportent deux têtes supportant respectivement les deux parties mâle et femelle d'un moule, et des injecteurs pour amener la matière en fusion à partir de laquelle on -réalise des objets. Ces deux têtes sont déplaçables l'une vers l'autre pour, dans une première étape, former le moule par accouplement des deux têtes mâle et femelle, et former en creux un espace ayant la forme de l'objet à réaliser par moulage. Dans une seconde étape, la matière en fusion est injectée dans cet espace par l'intermédiaire des injecteurs, pour le remplir complètement. Ensuite, l'ensemble du produit injecté est refroidi.Dans une troisième étape, les deux têtes sont éloignées l'une de l'autre, avec sur l'une d'elle l'objet moulé qui reste pincé sur, par exemple, la partie mâle du moule. Quand ces deux têtes sont suffisamment éloignées, au moyen de doigts pousseurs, l'objet est décollé du moule et, éventuellement tombe dans un réceptacle receveur. Ceci n1 est pas tout à fait satisfaisant, car, en tombant, les objets peuvent subir des détériorations et même se casser. De plus, quand un tel objet sort du moule, il n'est pas toujours un produit fini et doit subir d'autres interventions, ne serait-ce que pour éliminer la carotte, c'est-à-dire le résidu de matière en fusion solidifiée en sortie de l'injecteur, et qui reste accroché à l'ob jet moulé. Dans ces conditions, il est préférable de sortir l'objet du moule et de le positionner immédiatement sur un autre plan de travail, automatiquement, sans manipulation ou intervention humaine. Pour cela, les techniciens ont mis au point des appareils ou manipulateurs qui sont, en fait, des robots, qui viennent saisir l'objet moulé en sortie de la presseà injecter et le positionnent sur le poste de travail suivant. En fait, ces manipulateurs connus sont généralement des appareils qui possédent leur propre source d'énergie, ce qui nécessite un nombre important de capteurs de sécurité, pour éviter qu'ils ne viennent frapper les têtes des machines a injecter, quand un dérèglement se produit. Ce qui fait que ces manipulateurs très compliqués sont très onéreux, et donc pas accessibles à tous les industriels, car ils représentent une part très importante du prix de l'ensemble des machines à injecter. Aussi, la présente invention a-t-elle pour but de réaliser un manipulateur le plus simple possible, ne demandant pas une source d'énergie spéciale, présentant toutes les sécurités voulues sans un grand nombre d'éléments, très facilement adaptable aux machines à injecter fabriquées, même à celles déjà installées. Plus préisément, la présente invention#a pour objet un manipulateur de préhension pour une machine à injecter à deux têtes déplaçables l'une par rapport à l'autre, caractérisé par le fait qu'il comprend - un arbre longitudinal de rotation, - un bras de préhension fixé audit arbre, - des moyens de liaison dudit arbre à au moins une desdites têtes, et - des moyens pour commander la rotation dudit arbre pour déplacer ledit bras entre au moins deux positions quand les deux dites têtes se déplacent l'une par rapport à l'autre. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais non limitatif, dans lesquels - la figure 1 représente une vue en coupe partielle d'un exemple de réalisation d'un manipulateur selon l'invention en association avec une machine à injecter à deux têtes, très schématiquement illustrée, - les figures 2A à 2E représentent, sous forme très schématique, les différentes positions des éléments du manipulateur selon la figure 1, pour bien faire comprendre les étapes de son fonctionnement ainsi que ses avantages. Il est tout d'abord précisé que les deux figures représentent un même mode de réalisation d'un manipulateur. En conséquence, les mêmes références désignent les mêmes éléments, même si ceux-ci sont très schématisés dans la figure 2; il suffira, pour la compréhension, de se reporter à la figure i ainsi qu'à sa description. De plus, les machines à irjecter étant bien connues dans leur structure à deux têtes, elles ne seront pas spécifiquement décrites et, dans un souci de simplification, leur représentation a été réduite au strict minimum nécessaire pour la compréhension de l'application du manipulateur à ces machines. La figure 1 représente, en partie en coupe, un mode de réalisation d'un manipulateur selon l'invention 1 en association avec une presse ou machine à injecter 2 très schématiquement représentée, comme expliqué pourquoi ci-dessus. Cette presse à injecter 2 comprend donc deux têtes 3 et 4 déplaçables l'une par rapport à l'autre, pouvant être rapprochées ou éloignées. Avantageusement, l'une, par exemple la tête 4, est fixée sur un bâti 5, tandis que la tête 3 peut se déplacer par rapport au bâti 5, sur un chriot 6. Plus spécifiquement, la tête 3 peut être considérée comme une demi-partie d'un moule en l'occurence, comme illustré, la partie mâle 7 du moule, tandis que la tête 4 est constituée par la partie femelle 8.A cette partie femelle 8 est associé un injecteur 9 constitué essentiellement par un tube apte à conduire une matière fondue, comme par exemple de la matière plastique qui se solidifie par refroidissement a la température ambiante. Pour réaliser, avec ces machines, une pièce moulée, les deux têtes sont rapprochées l'une de l'autre de façon que les deux parties mâle 7 et femelle 8 forment un moule complet délimitant un espace dont la forme est celle de l'objet à mouler. Dans ces conditions, la matière fondue est injectée dans cet espacelpar la buse ou injecteur 9, pour le remplir complètement. Quand cet espace est plein et quand la matière s'est solidifiée, les deux parties du moule sont éloignées, comme sur la figure. Généralement, du fait du rétreint, l'objet moulé reste sur la partie mâle 7, comme esquissé en pointillé en 10. Il est à remarquer qu' il existe généralement un appendice 11 que les techniciens appellent carotte et qui est le restant de matériau solidifié qui était contenu dans la buse de sortie de l'injecteur 9. Cette carotte est généralement à éliminer pour donner à l'objet sa forme normale définitive. Comme rappelé au préambule, il est nécessaire de sortir cet objet de la machine à injecter. Pour cela, la têt 3 comporte par exemple des doigts 12, 13, 'dui- valent à des netits virils qui viennent pousser sur l'objet 10 pour le désolidariser de la partie mâle 7. Pour éviter que cet objet ne tombe n'importe où, et surtout n'importe comment, il est généralement associe un maninulateur 8 la-machine à injecter. Le manipulateur 1 selon l'invention comporte un arbre 20 longitudinal associé respectivement par des moyens 21 et 22 aux deux têtes 3 et 4. Ce moyen 21 est essentiellement constitué par un palier 23 solidaire de la tête 3 et comportant une percée 24 dans laquelle est disposée l'extrémité 25 de l'arbre 20. Cette percée 24 permet à l'arbre 20 de plisser et pivoter sans contrainte. Le moyen 22 est constitué, dans cet exemple de réalisation, par un ensemble d'engrenages 26 disposé dans un boîtier 100 fixé à la tête 4, permettant, à partir de la rotation d'une bielle 27, d'entraîner la rotation de l'arbre longitudinal 20. Par contre, un degré de liberté de translation est laissé à cet arbre 20 suivant son axe 28. A titre d'exemple, cet ensemble 26 comprend un premier pignon 29 monté sur l'arbre 20 au moyen d'une clavette 30 qui fait que, si ce pignon entre en rotation, il entraîne automatiquement la rotation de l'arbre 20, mais que, par contre, l'arbre peut coulisser en translation sans entraîner le déplacement du pignon 29. Le pignon comprend des dents 31 obliques pour coopérer avec un deuxième pignon 32 comportant des dents complémentaires, obliques aussi, mais monté pivotant autour d'un axe 33 perpendiculaire à celui de l'arbre 20. De ce fait, quand la bielle 27 subit une rotation autour de l'axe 33, le pignon 32 en fait une équivalente. La rotation de ce pignon 32 entraîne dans une rotation similaire, suivant le rapport d'engrenage, le pignon 29. Ce dernier entraîne dans la même rotation 1' arbre 20. Sur cet arbre 20 est fixé, dans un plan passant entre les deux têtes 3 et 4, un bras de préhension 40 qui comporte à son extrémité 41 opposée à celle 42 fi xée à l'arbre 20 des moyens 43 pour saisir des objets. Ces moyens seront bien entendu adaptés aux objets à saisir. Dans un souci de simplicité pour la compréhension et la représentation, ces moyens ont été illustrés par une pince. Mais ils peuvent être, par exemple, constitués par des moyens de succion, magnétiques, etc... Bien entendu, ces moyens comportent des moyens de commande qui sont connus en eux-mêmes, et qui, dans l'exemple illustré, sont représentés par une tringlerie 44 avec des moyens de ressort 45 ou des vérins. De plus, le manipulateur 1 comprend une deuxième biellette 50 dont l'extrémité 51 est montée rotative sur le palier 23 autour d'un axe 52 perpendiculaire à l'axe 28 de l'arbre 20. L'autre extrémité 54 de la biellette 50 est montée elle aussi rotative autour d'un axe 59 sur l'extrémité 55 de la bielle 27 opposée à l'extrémité fixée sur le pignon 32. Avantageusement, la biellette 50 est constituée de deux tiges 56 et 57, coulissantes l'une dans l'autre, avec des moyens de blocage 58, comme une vis papillon. Cette configuration permet de pouvoir régler la longueur de la biellette 50 prise entre les deux axes 52 et 59 définis ci-avant. De plus, le moyen de montage de l'extrémité 54 de la biqllette 50 sur la bielle 27 est constitué par un patin 60 coulissant le long de la bielle 27, et des moyens pour bloquer le patin dans une position déterminée, par exemple une vis papillon 61. Dans ce cas, l'axe 59 est solidaire de ce patin 60. Ce montage permet ainsi de pouvoir régler la distance séparant les deux axes 33 et 59, pour obtenir des rotations désirées, comme cela explicité ci-après. Enfin, le manipulateur 1 comporte des moyens pour pouvoir faire, à volonté, coulisser l'arbre 20 suivant son axe 28. Ces moyens sont constitués, comme illustré, par un vérin 70 comportant un cylindre 71 et une tige 72. Un émerillon 73 couple l'extrémité 74 de l'arbre 20 avec la tige 72 pour que l'arbre 20 puisse être commandé en translation par le vérin 70, tout en pouvant tourner autour de son axe 28 sans encombre. Le fonctionnement du manipulateur décrit ci-dessùs est le suivant : celui-ci sera plus particulièrement décrit à l'appui de la figure 2A à 2E qui reprend, sous forme très schématique, les éléments du manipulateur selon la figure 1, avec, donc, les mêmes références que sur cette figure 1. La description du fonctionnement du manipulateur débutera, comme repré$ente-sur la figure 2A, au moment où les deux têtes 3 et 4 sont au contact l'une de l'autre pour former le moule. Dans cette position, le palier 23 est proche du boîtier des moyens 22 fixé sur la tête 4, et l'angle que-fait la biellette 50 avec la bielle 27 est très faible; plus particulièrement, la bielle 27 est dans une position dite "à droite, A ce moment là, l'arbre est dans une position telle que le bras de préhension 40 est effacé de espace compris entre les deux têtes. Dans cette position, la matière en fusion peut être injectée et pénétrer dans le moule forme par 1'as- semblage des deux parties mâle et femelle. Quand le moule est rempli, l'injection est arrêtée et la matière est refroidie. Quand la matière est froide, la tête 3 est éloignée de la tête 4 : figure 2B. Dans ce mouvement, le palier 23 tend à s'éloigner de l'extrémité 55 dé la bielle 27, et donc à tirer sur celle-ci par la biellette 50, ce qui l'entraîne dans un mouvement de rotation 80. Comme explicité ci-avant, ce mouvement de rotation entraîne le mouvement de rotation de l'arbre 20 autour de son axe 28 (au moyen des engrenages), ce qui amène le bras de préhension 40 dans l'espace compris entre les deux têtes 3 et 4. Il est à noter que l'objet moulé reste ac croché généralement sur la partie mâle de la tête 3. A partir de cette position, le vérin 70 est commandé pour faire sortir la tige 72 afin de translater l'arbre 20 parllèlement à son axe 28, jusqu'à ce que les pincés du bras de préhension 40 puissent venir saisir l'objet, par exemple par la carotte 11. La prise est commandé en exerçant une traction sur la tringlerie 44. Cet état est représenté figure 2C. Une fois saisi, l'objet peut être dégagé par pression exercée par les doigts 12 et 13 qui sont commandés avantageusement en même temps que le vérin 70 pour faire revenir le bras dans sa position comme représenté figure 2B, mais en ayant saisi l'objet. La fin de cette étape du fonctionnement est représentée figure 2D. On commande alors, à nouveau, le rapprochement des deux têtes. Dans ce mouvement, le palier 23 se rapproche de la tête 4 et pousse sur la bielle 27 par l'intermédiaire de la biellette 50. La bielle 27 subit alors une rotation inverse de celle illustrée en 80 sur la figure 2B. Cette rotation entraîne l'arbre 20 dans une rotation inverse de celle décrite ci-avant, ce qui a pour effet d'effacer le bras de préhension de l'espace compris entre les deux têtes qui peuvent ainsi se rapprocher sans encombre pour former à nouveau le moule prêt à être à nouveau rempli de matière fondue. La fin de cette étape du fonctionnement est représentée figure 2E. Simultanément, en commandant la pince du bras, on pourra, par exemple,déposer l'objet moulé sur un tapis roulant qui l'amènera vers un autre poste de travail. Il est à préciser que tous ces mouvements sont possibles du fait du montage des extrémités de la biellette 50 pivotant autour des axes 52 et 59 respectivement en coopération avec le palier 23 et la bielle 27. Mais de plus, il est possible de pouvoir détermi ner les deux positions extrêmes du bras en ajustant la longueur de la biellette 50 et la valeur de la rotation de la bielle 27. Plus précisément, l'amplitude de la rotation de la bielle 27 est obtenue en ajustant la position du patin 60 le long de cette bielle 27. On obtient, par exemple, une grande amplitude de rotation si le patin est proche du pignon 32, et une amplitude réduite si on l'éloigne de ce pignon. De plus, en réglant la longueur de la biellette 50, on peut de finir la position origine de la bielle et, par conséquent, celle du bras de préhension 40. Ceci est avantageux pour pouvoir positionner la pince 43 juste en regard de l'endroit où doit être saisi ltob- jet, par exemple par la carotte 11. A la description structurelle du manipulateur seul ou en combinaison avec des moyens de presse à injecter, et à la description de son fonctionnement, il est évident que ce manipulateur est très avantageux, notamment par sa simplicité de conception, mais aussi par le fait qu'il assure automatiquement une certaine sécurité puisque l'énergie pour son fonctionnement est apportée par le déplacement des têtes de la machine à injecter. REVENDICATIONS - 1 /- Manipulateur de préhension pour machine à injecter à deux têtes (3;4) déplaçables l'une vers l'autre, caractérisé par le fait qu'il comprend - un arbre longitudinal (20) de rotation, - un bras de préhension (40) fixé audit arbre, - des moyens de liaison dudit arbre (20) à au moins une des deux têtes, et - des moyens pour commander la rotation dudit arbre pour déplacer ledit bras entre au moins deux positions quand les deux dites têtes se déplacent elles-mêmes l'une par rapport à l'autre. - 2 /- Manipulateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens (70;71;72;73) pour commander le déplacement dudit arbre en translation, suivant sensiblement son axe. - 3 J- Manipulateur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens pour commander le déplacement dudit arbre en translation comportent un vérin (70) constitué par un cylindre (71) en association avec une tige (72), et un émerillon (73) reliant l'extrémité dudit arbre avec l'extrémité de ladite tige (72 > . - 4 /- Manipulateur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que lesdits moyens de liaison dudit arbre (20) avec au moins une des deux têtes sont constitues par au moins un palier (23;100...) autorisant au moins un degré de translation dudit arbre. - 5 /- Manipulateur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les moyens pour commander la rotation dudit arbre quand les deux têtes se déplacent l'une par rapport à l'autre comportent au moins une bielle (27) apte à pivoter par rotation autour d'un axe 33, relièe audit arbre par un ensemble d'engrenages (26) pour obtenir une rotation correspondante dudit arbre, fonction de celle de ladite bielle et des moyens pour déplacer en rotation ladite bielle (27) fonction du déplacement relatif des deux dites têtes (3;4). - 6 /- Manipulateur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les moyens pour déplacer en rotation ladite bielle (27) fonction du déplacement relatif des deux dites têtes (3;4) sont constitués par une liaison de ladite bielle à une tête (4) et à une biellette (50) reliée à ses deux extrémités, par des moyens de rotation (52;59)respectivement à l'autre tête (3) et à une partie de ladite bielle. - 7 /- Manipulateur selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ladite biellette (50) est constituée par au moins deux tiges (56;57), blocables, positionnables l'une par rapport à l'autre, dans le but de pouvoir régler la longueur de ladite biellette fixée entre les deux moyens de rotation (52;59). - 8 /- Manipulateur selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les moyens de rotation reliant la biellette (50) à ladite bielle (27) comportent une partie coulissante (60) le long de ladite bielle, et des moyens de blocage (61) dudit patin (60) sur ladite bielle (27) dans des positions désirées. - 9 /- Machine à injecter à deux têtes (3;4) caractérisée par le fait qu'elle comporte un manipulateur (1) selon l'une des revendications 1 à 8.