Brevet FR2549408A1 — publié le 19850125

/1 l 2549408 Poignet de robot pour la distribution et l'embectage de vis. En général, un robot comporte un poignet destiné à exécuter une opération donnée et est capable de déplacer son poignet pour l'amener en un point de coordonnées définies auquel l'opération doit être effectuée. Pour réaliser des assemblages par vissage, il est nécessaire dans une première opération d'embecter toutes les vis et d'engager dans les taraudages suffisamment de filets des vis pour les faire tenir; jusqu'à présent cet embectage était effectué manuellement Dans une deuxième opération, une machine achève simulta10 nément le vissage de toutes les vis selon un couple donné. La présente invention a pour objet un poignet de robot qui assure automatiquement cet embectage. Le poignet de robot selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un bâti dans lequel une broche est montée à rota15 tion, un axe d'embectage claveté coulissant dans la broche et portant à son extrémité une tête propre à contenir une tête de vis, des moyens pour entraîner la broche en rotation, une came pour déplacer longitudinalement l'axe dans la broche, une pince qui est destinée à maintenir la vis à mettre en place et est mobile radia20 lement par rapport à l'extrémité de l'axe d'embectage portant la tête, à partir d'une position dans laquelle la vis se trouve dans l'axe de la broche, et des moyens pour déplacer la pince. Une vis étant engagée dans la pince et la broche étant entraînée en rotation alors que l'extrémité de l'axe d'embectage est 25 écartée de la vis, le robot déplace le poignet de façon à amener la vis à l'aplomb du trou qui doit la recevoir Le robot commande alors le déplacement longitudinal de l'axe d'embectage dont la téte vient s'engager sur la tête de la vis et pousse cette vis vers le trou en l'entraînant en rotation La vis est ainsi embectée et 30 partiellement vissée dans le trou Le robot commande alors le déplacement de la pince qui se sépare de la vis. La came peut être une came-tambour sur laquelle un doigt solidaire en translation de l'axe d'embectage est appuyé par des moyens élastiques. Le poignet peut comporter une roue qui porte une série de pinces à sa périphérie et peut à la fois, pivoter par rapport au bâti et se déplacer radialement par rapport à la broche, et des moyens pour déplacer la roue et la faire pivoter Après embectage 2 2549408 d'une vis, le robot éloigne la roue de la broche et la fait pivoter d'un angle égal à l'écart angulaire entre deux pinces voisines de sorte qu'une nouvelle vis est prête à être embectée. La roue porte-pinces peut être montée pivotante par rapport 5 à un chariot qui est mobile radialement par rapport à la broche. Dans un mode de réalisation de l'invention, les moyens pour entraîner la broche en rotation sont reliés par un embrayage à un arbre portant la came et à un arbre intermédiaire dont le pivotement assure à la fois le déplacement du chariot et le pivotement 10 de la roue porte-pinces Il suffit alors au robot de commander l'embrayage à chaque embectage de vis. L'arbre intermédiaire peut, par exemple, entraîner un excentrique sur lequel est monté pivotant un pavé coulissant dans une rainure du chariot Ce pavé est avantageusement logé avec un cer15 tain jeu dans sa rainure Le retrait du chariot donc celui de la roue porte-pinces a lieu ainsi légèrement après l'embectage de la vis. Les moyens pour faire pivoter la roue porte-pinces sont avantageusement commandés par le mouvement de vaet-vient du chariot. 20 A cet effet, le poignet peut comporter une roue à cliquets qui est montée pivotante par rapport au chariot, qui est liée en rotation à la roue et coopère avec des cliquets portés respectivement par le bâti et par le chariot. Le poignet peut comporter des contacteurs détectant l'arrivée 25 de l'axe d'embectage en fin de course et le pivotement de l'arbre intermédiaire Il est possible avec ces détecteurs de déceler l'absence de vis ou des filetages défectueux. On a décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation du poignet de robot selon l'invention, avec ré30 férence aux dessins annexés dans lesquels: La Figure 1 est une vue en coupe du poignet; La Figure 2 est une vue en coupe transversale suivant II-II de la Figure 1; La Figure 3 est une vue en coupe transversale suivant III- III 35 de la Figure 1; La Figure 4 est une vue en coupe transversale suivant IV-IV de la Figure 1 et montre les moyens de fixation de la roue porte-pinces; La Figure 5 est une vue en coupe transversale suivant V-V de 40 la Figure 1 La Figure 6 est une vue de dessus du poignet. 3 2549408 Tel qu'il est représenté au dessin le poignet de robot selon l'invention comprend un bâti qui est formé de quatre éléments la,lb,lc et ld réunis par des boulons 2 et fixé à un bras de robot 3. Une broche formée de deux éléments 4 a et 4 b vissés l'un à l'autre, est montée à rotation dans le bâti par l'intermédiaire de roulements 5, 6 et 7 L'élément 4 b de la broche est solidaire d'un pignon 8 qui est en prise avec un pignon 9 calé sur un arbre 10; celui-ci est monté à rotation dans des roulements 11 et 10 12 portés par les éléments lc et ld du bâti et le pignon 9 est par ailleurs en prise avec un pignon non visible au dessin et cal 1 sur l'arbre de sortie d'un groupe moto-réducteur 14. Dans la broche 4 a-4 b est claveté coulissant un axe 15 qui porte, à sa partie inférieure, une tête 16 munie d'un évidement 15 17 propre à contenir la tête 18 d'une vis 19 A sa partie supérieure, l'axe 15 est solidaire d'un manchon 20 qui peut coulisser dans la partie 4 a de la broche Un ressort 21 logé entre le manchon et la broche et prenant appui sur des épaulements de ces éléments tend à déplacer vers le bas le manchon et l'axe 15 qui 20 en est solidaire. Le manchon 20 est monté à rotation, par l'intermédiaire d'un roulement 22 dans un chapeau 23 qui est fixé sur une tige 24 montée coulissante verticalement dans des paliers 25 et 26 portés par le bâti. La tige 24 présente un épaulement latéral 24 a qui est maintenu en appui par le ressort 21 sur une came-tambour 27 solidaire d'un arbre 28 Celuici est monté à rotation dans le bâti par l'intermédiaire de roulements tels que 29 et porte un pignon 30 qui est ici solidaire de la came 27 et est en prise avec un pi30 gnon 31 calé sur un arbre auxiliaire 32 Cet arbre qui est monté à rotation dans le bâti par l'intermédiaire de roulements-tels que 33 porte un pignon 34 qui est en prise avec un pignon 35 solidaire de l'élément mené 36 d'un embrayage électro-miagnétique. L'élément menant 37 de cet embrayage est solidaire de l'arbre 10. 35 Dans ces conditions, quand l'embrayage électro-magnétique est excité, l'arbre auxiliaire 32 pivote et fait pivoter la came tambour 27 Celle-ci libère la tige 24 qui se déplace vers le bas en entraînant le manchon 20 et l'axe 15 La tâte 16 s'abaisse tout en continuant de tourner. Un chariot 38 est monté coulissant sur des rails 3 e portes par l'élément lb du bâti et dirigés vers la broche 4 a-4 b en étant 4 2549408 perpendiculaires a l'axe de cette broche Ce chariot comporte une rainure 40 dont la direction est perpendiculaire a la fois aux rails 39 et a l'axe de la broche 4 a-4 b (voir Figure 2) Dans cette rainure est monté coulissant avec un jeu 41 un pavé 42 qui est 5 articulé sur un excentrique 43 calé sur l'arbre intermédiaire 32. Quand cet arbre pivote d'un tour, le chariot 38 exécute ainsi un mouvement de va-et-vient qui successivement l'éloigne et le rapproche de la broche 4 a-4 b. Un moyeu 44 est fixé au chariot 38 par une vis 45 s'étendant 10 dans une direction oblique par rapport a l'axe de la broche 4 a-4 b. Un anneau 46 est monté libre en rotation sur le moyeu 44 par l'intermédiaire d'un roulement 47 qui prend appui sur une bague entretoise 48. Une roue 49 qui porte a sa périphérie une série de pinces 50 15 propres chacune à recevoir une vis 19, est montée sur l'anneau 46 avec interposition d'une bague 51 Une roulette 52, montée pivotante dans la roue 49 autour de la bague 51 et maintenue par un circlips 53, porte sur sa surface intérieure des rails 54 propres à déplacer, contre l'action du ressort de rappel 55, des pènes 56 20 qui sont montés coulissants dans l'épaisseur de la roue 49 et peuvent s'engager sur un épaulement 57 de l'anneau 46. L'anneau 46 est solidaire d'un pignon conique 58 contre lequel la bague 51 est en butée La roue 49 porte une série de pions 59 qui sont disposés chacun en regard d'une pince 50 et peuvent 25 s'engager dans des trous 60 des pignons 58, ce qui solidarise la roue 49 et le pignon 58 dans une position angulaire déterminée. Le pignon 58 est en prise avec un pignon conique 61 qui fait corps avec une roue a rochets 62 montée pivotante sur le chariot 38 et présentant un nombre de rochets égal au nombre de pinces prévues a la périphérie de la roue 49 Un levier 63 monté pivotant en 64 sur l'élément ld du bâti porte un cliquet 65 en prise avec la roue 62 (voir Figure 5) Le levier 63 est articulé en 66 sur l'une des extrémités d'un ressort 67 dont l'autre extrémité est montée pivotante en 68 sur un levier 69 Celui-ci est monté pivo35 tant en 70 sur le chariot 38 et porte un cliquet 71 en prise avec la roue 62. On voit ainsi que, *lors d'un mouvement d'aller et retour du chariot 38, la roue à rochets 62 pivote d'une dent en entraînant le pignon 61 Le mouvement est transmis par les pignons 61 et 58 40 a la roue porte-pinces 49 qui pivote d'un angle égal à celui sé- 2549408 parant deux pinces 50. Il est prévu trois contacteurs de positions 72, 73 et 74 formant détecteurs Le contacteur 72 est commandé par le chapeau 23 et est enclenché quand l'axe 15 atteint sa fin de course Les contacteurs 73 et 74 sont commandés par deux cames 75 et 76 qui sont fixées sur l'arbre 28 La came 75 maintient le contacteur 73 enclenché au départ du cycle, moment auquel la came 76 n'agit pas sur le contacteur 74 Le contacteur 73 est normalement relaché avant l'enclenchement du contacteur 72 En cas d'absence de vis, 10 l'axe 15 atteint sa position de butée plus rapidement et est enclenché avant la libération du contacteur 72, ce qui signale le défaut Si le filetage de la vis est défectueux, le contacteur 74 est enclenché par la came 76 alors que le contacteur 72 ne l'est pas puisque l'axe 15 n'est pas en butée, ce qui signale ce défaut. 15 Le poignet de robot qui vient d'être décrit fonctionne de la façon suivante. Une roue 49 chargée de vis a préalablement été mise en place sur l'anneau 46 et le moteur 14 a été mis sous tension de sorte que la broche 4 a-4 b est entraînée en rotation; l'axe 15 est main20 tenu en position haute par la came-tambour 27 et une vis 19 se trouve dans l'axe de la tête 16 Le contacteur 73 est fermé. Le robot déplace alors le poignet de façon que la vis 19 se trouvant dans l'axe de la tête 16 soit amenée à l'aplomb du trou qui doit la recevoir Cette position atteinte, il envoie le si25 gnal de départ du cycle, ce qui appelle l'embrayage 36-37 L'arbre auxiliaire 28 se met à tourner et l'axe 15 descend, ce qui assure l'embectage de la vis 16 et le début de son vissage Quand l'axe 15 atteint sa butée inférieure, la rotation se poursuit et la vis échappe à la tête 16. Par ailleurs, le chariot 38 s'éloigne de la broche, ce qui libère la vis 16; mais du fait du jeu 41, ce mouvement ne se produit qu'après l'embectage de la vis. Le mouvement du chariot 38 fait pivoter la roue à rochets 62, donc la roue porte-pinces 49, de sorte qu'une nouvelle vis 16 35 vient en position d'embectage. L'axe 15 ayant atteint sa butée inférieure, le contacteur 72 est fermé, ce qui commande le robot et assure le déplacement de celui-ci vers un nouveau trou devant recevoir une vis. L'arbre 28 continuant de tourner, la came 27 libère progres40 sivement l'axe 15 qui remonte sous l'action du ressort 21 En mé- 6 2549408 me temps, le chariot 38 revient A sa position initiale de sorte qu'une nouvelle vis 18 vient se placer en regard de la tête 16. A ce moment l'arbre 28 a effectué un tour complet Le contacteur 73 est alors de nouveau actionné, ce qui assure le relêchement de l'embrayage 3637 et l'arrêt de l'arbre 28 Le poignet de robot est ainsi prêt à un nouveau cycle de travail. Comme il a été indiqué précédemment, en cas d'absence de vis dans la pince 50 se trouvant en regard de l'axe 15, le contacteur 73 est encore actionné lors de la fermeture du contacteur 72, ce 10 qui signale ce défaut Un mauvais vissage de la vis est signalé par la fermeture du contacteur 74 alors que le contacteur 72 ne l'est pas, ce qui arrête le cycle. Il va de soi que la présente invention ne doit pas être considérée comme limitée au mode de réalisation décrit et représen15 té, mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. 7 2549408 REVENDICATIONS 1 Poignet de robot pour la distribution et l'embectage de vis caractérisé en ce qu'il comprend un bâti dans lequel une broche 4 a-4 b est montée à rotation, un axe d'embectage 15 claveté coulissant dans la broche et portant à son extrémité une tête 16 5 propre à contenir une tête de vis 18, des moyens pour entraîner la broche 4 a-4 b en rotation, une came 27 pour déplacer longitudinalement l'axe dans la broche, une pince 50 qui est destinée à maintenir la vis 19 à mettre en place et est mobile radialement par rapport à l'extrémité de l'axe d'embectage 15 portant la tête, 10 à partir d'une position dans laquelle la vis se trouve dans l'axe de la broche, et des moyens pour déplacer la pince 50. 2 Poignet selon la revendication 1, caractérisé en ce que la came 27 est une came-tambour sur laquelle un doigt 24 a solidaire en translation de l'axe d'embectage 15 est appuyé par des 15 moyens élastiques 21. 3 Poignet selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une roue 49 qui porte une série de pinces 50 à sa périphérie, et peut à la fois pivoter par rapport au bâti et se déplacer radialement par rapport à la broche, et des moyens pour 20 déplacer la roue et la faire pivoter. 4 Poignet selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'axe de l'axe de pivotement de la roue est oblique par rapport à l'axe de la broche. Poignet selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce 25 que la roue porte-pinces 49 est montée pivotante par rapport à un chariot 38 qui est mobile radialement par rapport à la broche 4 a-4 b. 6 Poignet selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens 14 pour entraîner la broche 4 a-4 b en rotation sont re30 liés par un embrayage 36-37 à un arbre 28 portant la came 27 et à un arbre intermédiaire 32 dont le pivotement assure à la fois le déplacement du chariot 38 et le pivotement de la roue porte-pinces 49. 7 Poignet selon la revendication 6, caractérisé en ce que 35 l'arbre intermédiaire 32 entratne un excentrique 43 sur lequel est monté pivotant un pavé 42 coulissant dans une rainure 40 du chariot 38. 8 Poignet selon la revendication 7, caractérise en ce que 1 e pavé 42 est logé avec un certain jeu dans sa rainure 40. 8 2549408 9 Poignet selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que les moyens pour faire pivoter la roue porte-pinces 49 sont commandés par le mouvement de va-et-vient du chariot 38. Poignet selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte une roue à cliquets 62 qui est montée pivotante par rapport au chariot 38, qui est liée en rotation à la roue 49 et coopère avec des cliquets 65 et 71 portés respectivement par le bâti et par le chariot. 11 Poignet selon l'une des revendications 6 à 10, caractéri10 sé par des contacteurs 72, 73 et 74 détectant l'arrivée de l'axe d'embectage 15 en fin de course et le pivotement de l'arbre intermédiaire 32.