Brevet FR2553327A1 — publié le 19850419

ROBOT DE PALETTISATION La présente invention est relative aux robots industriels. Elle concerne, plus particulièrement, un robot destiné à prendre des objets en un endroit donné, les transporter vers un autre endroit donné et les y déposer. Ce genre de robot est souvent appelé robot de palettisation ou encore, en utilisant la terminologie anglaise, robot "pick and place". L'invention s'applique tout particulièrement, bien que non exclusivement, a la manipulation de pièces légères et de petites dimensions. Pour une telle application, la rapidité d'exécution est l'atout majeur d'un robot. Le but de la présente invention est justement de fournir un robot de palettisation ou "pick and place" très bien adapté à cette exigence de rapidité. Pour atteindre ce but, le robot selon l'invention comporte: - un arbre vertical; - des moyens d'entrainement en rotation de cet arbre, qui agissent sur celui-ci à sa partie supérieure; - un bras horizontal fixé rigidement en son centre à l'extré- mité inférieure de l'arbre; - deux outils de préhension d'objets portés par ledit bras et capables de se déplacer le long de celui-ci; et - des moyens de commande du déplacement des outils. D'autres caractéristiques de l'invention, ainsi que ses avantages, ressortirort de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexes et donnant, à titre explicatif mais nullement limitatif, une forme avantageuse de réalisation d'un tel robot. Sur ces dessins: - la figure 1 est une vue schematique d'ensemble en perspec tive d'un robot selon l'invention en position de travail; - la figure 2 est une vue de dessus en coupe du bras de robot; et - la figure 3 est une vue de côté en coupe de ce même bras. Sur a figure 1, on a représente en 10 un bâti support constitué d'une colonne verticale 10a et d'une potence 10b fixee rigidement par une extrémité au sommet de la colonne 10a. L'autre extrémité de la potence 10b porte un arbre vertical 11 qu'un moteur 12 entrain en rotation par son extrémité supérieure. Un bras horizontal 13 est fixé rigidement par son centre à l'extrémité inférieure de l'arbre tournant 11. Ce bras, dont les figures 2 et 3 font apparaître les détails, porte deux outils de prehension 14 et 15 qui peuvent coulisser le long de ses cotés respectifs 13a et 13b d'une de ses extrémites à l'autre. Le bras 13 est forme de deux plaques parallèles 16 et 17 disposées l'une au-dessus de l'autre et reliées entre elles par des entretoises 18. Celles-ci supportent, sur le coté 13a du bras, deux colonnes 19 parallèles à l'axe du bras, qui sont disposées à la verticale l'une de l'autre et s'étendent sur toute la longueur de ce dernier. L'outil 14 coulisse sur ces deux colonnes par l'intermé- diaire de roulements à billes cylindriques 20. Pour assurer l'entraînement de outil 14, celui-ci est attaché à une courroie 21 reliant deux poulies horizontales 22 montées entre les plaques 16 et 17 aux extrémités respectives du bras.L'axe de l'une des poulies est couplé à l'arbre d'un moteur 23 porté par la plaque 16, qui permet ainsi de commander le déplacement de l'outil 14 sur les colonnes 19 le long du coté 13a du bras. D'une manière similaire, les entretoises 18 supportent, sur le côté 13b du bras, deux autres colonnes 24, parallèles aux colonnes 19 et disposees à la verticale l'une de l'autre. L'outil 15 coulisse sur ces colonnes par l'intermédiaire de deux roulements à billes cylindriques. Pour assurer le déplacement de l'outil 15, celui-ci est attaché a une courroie 26 reliant deux poulies horizontales 27 montées entre les deux plaques 16 et 17. L'axe de l'une des poulies est couplé à l'arbre d'un moteur 28 porte par la plaque 16 et dispose à l'extrémité du bras opposée à celle ou se trouve le moteur 23. Les deux outils de préhension 14 et 15 sont identiques. Etant donné qu'ils ne font pas partie de l'invention, ils ne seront pas décrits en détail. On se contentera d'indiquer, à titre d'exemple, que l'organe de préhension de ces outils est constitue par un tube vertical 29 relié par des tuyaux souples (non représentés) à une pompe à vide disposée dans le bâti support 10, qui lui permet de saisir les objets à manipuler par aspiration. Ce tube peut être déplacé verticalement, par exemple à l'aide de moyens pneumatiques conventionnels (non représentés). Les différents mouvements et opérations que peut réaliser le robot se font sous les ordres d'un ordinateur selon les techniques connues en ce domaine. Pour décrire le fonctionnement du robot selon l'invention, on se référera de nouveau à la figure 1. Dans l'application décrite ici à titre d'exemple, le robot est utilisé pour prelever des objets 30 qui se présentent un à- un à l'extrémité d'un canal d'amenée 31 et deposer ces objets dans les alvéoles 32 d'une boite 33 qui est amenée automatiquement sous le robot par un tapis roulant 34. On imaginera que l'outil 14 se trouve initialement, comme représenté sur la figure 1, à une extrémité du bras 13 avec son tube de préhension 29 disposé à la verticale de l'extrémité du canal d'amenee 31 ou se trouve l'objet 30 à prélever. Le tube 29 commence par descendre alors vers l'objet 30, le saisit par aspiration puis revient en position haute. Ensuite, grâce à la combinaison d'une rotation du bras 13 autour de l'arbre 11 sous l'action du moteur 12 avec un coulissement de l'outil 14 sur les colonnes 19 le long du bras sous l'action du moteur 23, le tube 19 est amené à la verticale de l'alvéole 32 ou l'objet doit être deposé. Le tube descend alors vers cette alvéole, y lâche l'objet et remonte en position haute. Pendant ce temps, l'outil 15 peut être amené vers l'extrémité du bras opposée à celle ou se trouve l'outil 14. Ainsi, à l'instant où l'outil 14 dépose son objet, l'outil 15 est déjà tout près de l'extrémité du canal d'amenée 31, de sorte qu'il suffit d'une légère rotation du bras 13 et/ou d'un léger coulissement de l'outil 15 pour amener son tube 19 à la verticale d'un nouvel objet à saisir 30. Une nouvelle opération de prélèvement et de mise en place d'objet par l'outil 15, identique à celle précédemment décrite pour l'outil 14, peut alors avoir lieu et cette opération ramène l'outil 14 en un endroit très proche de l'extrémité du canal d'amenée 31 pour un nouveau cycle de prélèvement et de mise en place. Naturellement, le robot peut aussi fonctionner en utilisant non pas un seul, mais plusieurs canaux d'amenée d'objets différents. Ainsi, grâce a l'utilisation d'un bras tournant muni de deux outils coulissants, il est possible non seulement de couvrir toutes les positions ou des objets doivent ètre déposés, mais aussi et surtout de réduire très sensiblement le temps qui s'écoule entre deux prises successives d'objets puisque l'outil qui ne travaille pas peut être, à la fin de la phase de travail de l'autre, amene très prés de sa future position de travail. Le robot selon l'invention peut ainsi réaliser la palettisation d'objets à une cadence tres élevée. il va de soi que la présente invention ne se limite pas au seul mode de réalisation qui vient d'être décrit, mais que la portée de ce brevet s'étend également aux variantes de tout ou partie des dispositions décrites restant dans le cadre des équivalences. C'est ainsi, par exemple, que s'il est nécessaire de placer les objets dans leurs alvéoles avec une orientation bien déterminée, les outils peuvent etre équipés d'un système permettant une rotation du tube de préhension. En outre, d'autres systèmes d'entrainement des outils peuvent etre envisagés. Par exemple, les deux outils pourraient être attachés à la même courroie et se déplacer de manière symétrique par rapport au centre du bras. Leur entrainement, lui-même, pourrait être également réalise à l'aide d'une crémaillère. REVENDICATIONS 1. Robot industriel caractérisé en ce qu'il comporte: - un bâti support (10); - un arbre vertical (11) monté tournant sur ledit bâti; - des moyens (12) d'entrainement en rotation dudit arbre, agissant sur celui-ci dans sa partie supérieure; - un bras horizontal (13) fixé rigidement en son centre à l'extrémité inférieure de l'arbre; - deux outils (14, 15) de préhension d'objets, portés par ledit bras et capables de se déplacer le long de celui-ci; et - de moyens (21, 22, 23, 26, 27, 28) de commande du dépla cement desdits outils. 2. Robot selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit bras porte des colonnes (19, 24) sur lesquelles les deux outils sont montés coulissants. 3. Robot selon l'une des revendications 1 et 2, caractérise en ce que les moyens de commande du déplacement de chaque outil comportent une courroie (21, 26) à laquelle l'outil est attaché, deux poulies (22, 27) reliées par la courroie et un moteur (23, 28) dont l'arbre est couplé à l'une desdites poulies. 4. Robot selon l'une des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que chaque outil comporte un organe de préhension (29) constitué par un tube capable de saisir les objets par aspiration.