Brevet FR2564364A1 — publié le 19851122

SUPPORT DESTINE NOTAMMENT AU RACCORDEMENT D'UN DISPOSITIF D'USINAGE PAR MEULAGE OU BANDE ABRASIVE A UN ROBOT OU BRAS MANIPULATEUR La présente invention a pour objet un support destiné notamment au raccordement d'un dispositif d'usinage par meulage ou bande abrasive à un robot ou bras manipulateur. L'usinage par bande abrasive est de plus en plus utilisé, non seulement pour des opérations de polissage mais également pour remplacer certaines opérations de meulage ou de burinage. Le travail est effectué soit au niveau -d'une roue de contact, soit sur la bande seule soutenue ou non par un patin. Afin d'éviter toute rupture de la bande abrasive, il est nécessaire d'avoir une certaine souplesse de contact entre la pièce et la bande abrasive, notamment au moment de la mise en contact de la pièce à usiner avec la bande. Cette souplesse de contact est réalisée dans les conditions d'utilisation normales, mais n'existe pas réellement dans le cas d'un robot, ni d'un bras manipulateur, même si ce dernier est équipé d'un dispositif de retour d'effort, de sorte que leur utilisation pose des problèmes de protection de la bande abrasive. De même, bien que les meules supportent en général relativement bien les chocs de contact avec la pièce à usiner, l'usinage par meulage à l'aide d'un robot ou d'un bras manipulateur peut nécessiter un dispositif d'amortissement pour éviter une détérioration de la meule, notamment lorsque les efforts sur celle-ci sont importants ou mal dosés, ou que la précision de positionnement est insuffisante. L'objet de la présente invention est de remédier à ces inconvénients et notamment de fournir un support apte à amortir les chocs, causés notamment par la mise en contact de la bande abrasive ou de la meule avec la pièce à usiner, et à éviter toute rupture ou détérioration de celles-ci. A cet effet, le support selon l'invention est raccordé par au moins une liaison souple à l'extrémité du bras manipulateur ou au robot. Ainsi, lorsque le bras manipulateur amène la bande abrasive ou la meule au contact de la pièce à usiner, le couple de rotation entraîné par la réaction au niveau du contact est absorbé par chaque liaison souple qui se déforme et limite l'effort ou le choc de contact sur la bande ou la meule et évite ainsi toute détérioration de celles-ci. Avantageusement, chaque liaison souple est prévue de façon à autoriser un débattement angulaire déterminé du support autour d'un axe sensiblement parallèle à la surface à usiner. Cet angle de débattement autorisé par la liaison souple donne le degré d'amortissement des chocs de celle-ci. Avantageusement aussi, selon une forme d'exécution préférée, la liaison souple est constituée par au moins un manchon en matériau élastique interposé entre un arbre lié au support du dispositif d'usinage et au moins un palier lié à l'extrémité du bras manipulateur. Le ou les manchons peuvent être remplacés par un ressort, vérin pneumatique, régulateur hydraulique ou tout autre dispositif déformable sous 11 action d'un couple de rotation et interposé entre le support du dispositif d'usinage et l'extrémité du bras manipulateur ou robot. De toute façon, l'invention sera bien comprise et d'autres caractéristiques seront mises en évidence à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant à titres d'exemples non limitatifs deux formes d'exécution de ce support: - Figure 1 est une vue de côté du support selon l'invention raccordé à l'extrémité d'un bras manipulateur ou à un robot, selon une première forme d'exécution ; - Figure 2 est une vue de côté de figure I ; - Figure 3 est, à échelle agrandie, une vue en coupe selon 3-3 de la figure 4, montant un détail de la liaison souple ; - Figure 4 est une vue, avec coupe partielle, selon la flèche IV de figure 1 ; - Figure 5 est une vue similaire à figure 1 du support selon l'invention selon une seconde forme d'exécution; - Figure 6 est une vue de côté de figure 5 ;; - Figure 7 est, à échelle agrandie, une vue en coupe selon 7-7 de figure 8 montrant un détail de la liaison souple ; - Figure 8 est une vue avec coupe partielle, selon la flèche VIII de figure 5. A la figure 1 est montré un support (2) selon l'invention destiné au raccordement à l'extrémité d'un bras manipulateur ou d'un robot (4) d'un dispositif pour l'usinage par bande abrasive (3) d'une pièce (1). Le support (2) est essentiellement formé par un cadre triangulaire rigide (5) supportant le dispositif d'usinage (3) et raccordé par une liaison souple (6) au robot (4). Le dispositif d'usinage (3) par bande abrasive comprend un moteur (7) lié à une roue d'entraînement (8) de la bande abrasive (9), ainsi qu'une roue de tension (10) équipée d'un système classique de réglage en tension et position (11) de la bande abrasive et formé par un ressort par exemple. Les roues d'entraînement (8) et de tension (10) sont fixées à chaque extrémité d'un bras (12) du cadre (5). Ce cadre (5) présente en outre deux autres bras (13,14) formant avec le bras (12) une triangulation rigide. Un carter de protection (15) (en pointillés sur les figures 1 et 2), équipé d'une buse de captage ou d'aspiration des étincelles, peut être monté sur le dispositif d'usinage (3). Un support (16) fixé à l'extrémité du bras manipulateur ou du robot (4) soutient la liaison souple (6); celle-ci s'étend sensiblement parallèlement à la surface à usiner. Ainsi que le montrent de façon plus détaillée les figures 3 et 4, la liaison souple (6) est constituée essentiellement par deux manchons (17) en matériau élastique, du caoutchouc par exemple ; chaque manchon (17) est serré entre un palier associé (18), lié au support (16) de la liaison souple et une partie (19a) d'un arbre (19) solidaire-. du cadre (5). Cet arbre (19) est logé par sa partie centrale (19b) dans deux coquilles semi-cylindriques (21) et est maintenu serré dans celles-ci au moyen de vis (22) les maintenant assemblées l'une contre l'autre. Le cadre rigide (5) est fixé par ses deux bras (13) et (14) sur l'une des coquilles (21), et est ainsi rendu solidaire de l'arbre (19), tout en pouvant être positionné angulairement de façon différente par rapport à cet arbre (19) par simple rotation des coquilles (21). Chaque palier (18) est formé de deux parties (18a) solidaires du support (16) de la liaison souple et s'étendant transversalement à l'axe de celui-ci, c'est-à-dire sensiblement parallèlement à la surface à usiner (1). Les deux parties (18a) de chaque palier (18) sont assemblées l'une à l'autre au moyen de vis (20) et forment entre elles un logement cylindrique apte à recevoir la partie d'arbre (19a) et le manchon associé (17). L'arbre (19) est ainsi positionné sensiblement parallèlement a la surface à usiner (1). Lorsque le bras manipulateur ou le robot (4) amène la bande abrasive (9) en contact avec la pièce à usiner (1), la force de réaction au contact entraîne un couple de rotation sur la liaison (6) qui est amorti par une déformation correspondante des manchons (17) et une rotation du cadre (5), ce qui limite donc l'effort ou le choc de contact sur la bande abrasive (9). Bien entendu, les manchons souples (17) pourraient être rempla cks par un autre dispositif déformable sous l'action d'un couple de rotation, tel qu'un ressort, vérin pneumatique ou régulateur hydraulique par exemple. Cette résistance à la torsion des manchons (17) donne l'angle de débattement du cadre (5) par rapport à un axe parallèle à la surface à usiner (1) (c'est-à-dire par rapport à l'axe de l'arbre (19), qui est autorisé par la liaison souple (6). Cependant pour une liaison (6) définie, le cadre triangulé peut être positionné angulairement de façon différente sur l'arbre (19), ce qui permet de modifier la distance du point d'application de l'effort de contact à la liaison souple et par conséquent de modifier le moment du couple de rotation obtenu. On peut ainsi régler l'amortissement obtenu avec une même liaison souple. Bien évidemment, le support selon l'invention peut être également adapté à une broche de meulage classique. Dans ce cas, le cadre triangulé est ramené à un bras unique supportant uniquement la meule et son moteur d'entraînement, et la liaison souple reste la même. Le support (23) montré dans les figures 5 à 8 est du même type que le support (2) précédemment décrit mais comprend deux liaisons souples au lieu d'une pour le support (2). Les éléments de ce support (23) similaires ou identiques à ceux du support (2) seront donc désignés par les mêmes références. Le support (23) comprend notamment un cadre triangulaire rigide (5) supportant le dispositif d'usinage (3) et est lié de façon souple à l'extrémité du bras manipulateur ou robot (4). Deux plaques de tôle (28) de forme sensiblement triangulaire sont fixées par un de leurs angles sur l'arbre (19), par soudage, vissage...etc, de part et d'autre de sa partie centrale (19b). Ces plaques de tôle (28) s'étendent parallèlement l'une à l'autre, des entretoises (24) réparties sur leur périphérie les maintenant espacées l'une par rapport à l'autre, et s'appuient par leur angle inférieur sur la pièce à usiner (1 ) au moyen d'une roulette (29) montée sur une entretoise (24) correspondante. Ces plaques de tôle (28) constituent avec l'arbre (19) et les entretoises (24) un système rigide. L'arbre (19) est, comme dans l'exemple précédent, monté dans des paliers (18) solidaires du support (16) avec interposition de deux manchons souples (17) formant la première liaison souple. Par l'intermédiaire des deux tôles (28) on obtient ainsi une liaison souple entre le support (16), c'est-à-dire l'extrémité du bras manipulateur ou robot (4) et un point de réaction (29) sur la pièce (1). Le cadre (5) est, contrairement à l'exemple précédent, monté libre en rotation sur l'arbre (19). Un vérin double effet (25) est monté par une extrémité sur une entretoise (24) qui est elle-même fixée sur les deux tôles (28) à la partie supérieure de celles-ci, au niveau de leur troisième angle. Le vérin (25) est monté par son autre extrémité (en l'occurence l'extrémité de sa tige) sur le cadre (5) à l'intersection des deux tubes (12) et (14) de celui-ci. Une seconde liaison souple entre le cadre (5) et les plaques de tôle (28) est ainsi obtenue. La pression d'air ou d'huile établie dans le vérin (25) permet de contrôler la force réelle d'appui au niveau du point de réaction matérialisé par la roulette (29). On obtient ainsi deux liaisons souples qui autorisent chacune un débattement angulaire autour d'un même - axe, à savoir l'axe de l'arbre (19),et qui permettent d'absorber des variations trop brutales des efforts donnés par le bras manipulateur ou le robot, et ne pouvant être amorties par une simple liaison souple. Dans cette forme de réalisation, une liaison par rotule est réalisée entre le cadre (5) et l'arbre (19). A cet effet, la partie centrale (19c) de l'arbre (19) est sphérique et peut tourner dans deux joints (30) montés entre les coquilles (21) et l'arbre (19). Cette liaison par rotule autorise un débattement du cadre (5) par rapport à l'arbre (19) dans deux directions, horizontale et verticale, et permet un suivi automatique de la courbure de la pièce à usiner (1). La réaction à l'effet du vérin (25) se fait alors en deux points, le premier sur la bande (3) et le deuxième au moyen d'une roulette ou bille de contact (27) liée au moteur (7) (Cf. Figure 6) ou au cadre (5). Des plaques de frottement (26) sont placées entre les tubes (13,14) du cadre (5) et les tôles (28). Ces plaques (26) limitent le débattement horizontal des tubes (13,14) et par conséquent du cadre (5). Des butées formées par les entretoises (24) limitent également la rotation (ou débattement vertical) des tubes (13,14) et notamment la tendance du tube (14) à tourner autour de l'axe (19) lorsque le vérin (25) tend à faire descendre l'ensemble, ce qui permet d'assurer le con tact de la roulette (27) avec la pièce (1). Comme il va de soi, la présente invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution décrites ci-dessus à titres d'exemples non limitatifs, elle en embrasse au contraire toutes les formes de réali sation mettant en oeuvre des moyens équivalents. - REVENDICATIONS 1- Support destiné notamment au raccordement d'un dispositif d'usinage par meulage ou bande abrasive (3) à un robot ou bras manipulateur (4), caractérisé en ce qu'il est raccordé par au moins une liaison souple (6,25) à l'extrémité du bras manipulateur ou robot (4). 2- Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque liaison souple (6,25) est prévue de façon à autoriser un débattement angulaire déterminé du support (2,23) autour d'un axe (19) sensiblement parallèle à la surface à usiner (1). 3- Support selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la liaison souple (6) est constituée par au moins un manchon (17) en matériau élastique interposé entre un arbre (19) lié au support (5) du dispositif d'usinage (3), et au moins un palier (18) lié à l'extrémité du bras manipulateur (4). 4- Support selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la liaison souple (6) est formée par un dispositif, déformable sous l'action d'un couple de rotation, interposé entre le support (5) du dispositif d'usinage (3) et l'extrémité du bras manipulateur ou robot (4). 5- Support selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la position angulaire du support (5) du dispositif d'usinage (3) par rapport à l'arbre (19) peut être modifiée afin de régler l'amortissement obtenu avec une même liaison souple. 6- Support selon la revendication 3, dans le cas où il est raccordé par deux liaisons souples (6,25) à l'extrémité du bras manipulateur ou robot (4), caractérisé en ce qu'une liaison souple (6) est réalisée entre l'extrémité du bras manipulateur ou robot (4) et la pièce (1) par l'intermédiaire d'un système rigide (28) lié à l'arbre (19), et en ce qu'une liaison souple (25) est réalisée entre le support (5) du dispositif d'usinage {3) et le système rigide (28). 7- Support selon la revendication 6, caractérisé en ce que le support (5) du dispositif d'usinage (3) est monté libre en rotation sur l'arbre (19). 8- Support selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la liaison entre le support (5) et l'arbre (19) est une liaison à rotule (l9c). 9- Support selon la revendication 8, caractérisé en ce que des plaques de frottement (26) sont interposées entre le support (5) du dispositif d'usinage (3) et le système rigide (28) pour limiter le débattement horizontal de ce support (5). 10- Support selon la revendication & caractérisé en ce que des butées (24) sont prévues sur le système rigide (28) et limitent le débattement vertical du support (5) du dispositif d'usinage (3).