Brevet FR2566310A1 — publié le 19851227

Les manipulateurs et robots industriels comportent généralement des bras à l'extrémité desquels sont prévus des accessoires de préhension destinés à assurer la prise et la dépose des pièces à transporter. Ces accessoires sont en général étudiés et construits spécialement en fonction des formes caractéristiques de la pièce ou de la famille de pièces à prendre en charge. I1 en résulte que, lorsque les robots et manipulateur sont utilisés pour des séries courtes, il faut étudier et réaliser pour chaque série un système de préhension particulier. La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient proposant un accessoire de préhension de structure modulaire, facilement réglable, réutilisable, universel, et permettant de réaliser facilement le système de préhension particulier qui correspond aux données spécifiques de chaque cas. L'accessoire de préhension pour manipulateur et robot selon l'invention est caractérisé en ce qu'il se compose d'au moins un couple de profils parallèles emprisonnés dans au moins une paire de mâchoires à rainures parallèles correspondantes boulonnées entre elles, l'une au moins de ces paires de mâchoires étant fixée à l'extrémité du bras, et les organes de préhension tels que pinces ou ventouse étant eux-mêmes portés par une ou plusieurs desdites paires de mâchoires. On peut ainsi, comme décrit plus en détail ciaprès, réaliser des accessoires de préhension spécialisés pour les applications les plus diverses avec les mêmes éléments : profils parallèles et mâchoires de liaison. L'invention vise également les dispositions ciaprès 10) I1 est prévu des paires de mâchoires coulissantes en plus des mâchoires de liaison par emprisonnement des profils. 2") Deux paires de mâchoires supperposées,boubnnées entre elles avec leurs rainures disposées à angle droit (ou non nul), permettent d'assembler selon cet angle deux paires de profils parallèles, les deux mâchoires intermédiaires étant de préférence réunies en une mâchoire unique dont les deux faces sont rainurées selon des directions faisant entre elles l'angle ainsi choisi. 3 ) Il est prévu des blocs de liaison à directions orthogonales ou dièdres formés de l'assemblage à angle droit ou dièdre de deux mâchoires appartenant à deux paires de mâchoires différentes. 4 ) I1 est prévu des blocs à trois directions de profils orthogonales entre elles par combinaison des dispositions selon 2) et 3) ci-dessus. 5 ) Les profils parallèles sont de préférence de sections circulaires identiques. L'invention sera plus amplement décrite avec référence au dessin annexé sur lequel La figure 1 est une vue perspective schématique d'un robot dont le bras est muni d'un accessoire selon l'invention. La figure 2 illustre la réalisation d'une pince spéciale pour produits longs par les moyens de l'invention. La figure 3 illustre la réalisation d'un système de prise simultanée de deux pièces par ventouse. La figure 4 illustre un système à pinces multiples avec déplacement auxiliaire relatif entre deux pièces. Si l'on se reporte à la figure l, on voit que le robot ou manipulateur 1 comporte ou se termine par un bras mobile 2 porté par une console 3 coulissant sur le fût ou bâti 4. A l'extrémité du bras 3 doit, par exemple, être prévue une pince 5. Dans les réalisations connues, il fallait, pour chaque cas, étudier spécialement une pince correspondant à la pièce à manipuler et s'adaptant sur l'extrémité du bras 2. Conformément à l'invention (figure 1), l'extrémité du bras 2 porte un accessoire de préhension constitué par au moins un couple de profils parallèles 6-7, emprisonnés dans au moins une paire de mâchoires 8-9, 11-12, à rainures parallèles correspondantes 10, boulonnées entre elles en 13, l'une au moins de ces paires de machoires, en l'espèce la paire 8-9, étant fixée à l'extrémité du bras 2, et les organes de préhension tels que pince 5 étant eux-mêmes portés par une ou plusieurs desdites paires de mâchoires , en l'espèce la paire 11-12. Les figures 2, 3, 4 montrent la souplesse du système de l'invention. L'exemple de la figure 2 se rapporte au cas d'objets longs ou de formescomplexes : il est prévu deux couples de profils parallèles 6-7 et 6-17 ; le couple 6-7 est emprisonné dans les mâchoires 13, 14, 15, 16, la mâchoire 14 étant fixée à l'extrémité du bras 2 ;le couple 6-17 est emprisonné dans les mâchoires 18, 19, 20, 21 ; certaines au moins de ces mâchoires portent une pince 5. On remarquera que l'un des profils d'un couple tel que 6-7 peut être considéré comme remplissant une fonction de positionnement, L'autre remplissant une fonction d'anti-rotation. Cette distribution des fonctions facilite la réalisation de la structure et permet de réaliser des ensembles réglables ou mobiles. Dans l'exemple de la figure 3, relatif à la manipulation simultanée de deux pièces 22, 23 par ventouses, le couple 6-7 porte cinq paires de mâchoires 24, 25, 26, 27, 28. La mâchoire 26 est constituée comme la mâchoire 8, 9 de la figure 1 et est fixée à l'extrémité du bras 2. Les mâchoires 24 et 28 sont des mâchoires simples analogues à la mâchoire 11, 12 de la figure 1, et elles portent les ventouses 29. Les mâchoires 25 et 27 sont des mâchoires double réunissant deux paires de profils à angle droit (6, 7 et 30, 31 ou 32, 33) par exemple, selon le détail représenté figure 5. Selon cette figure, la mâchoire double est formée de trois plaques rainurées 25a, 25b et 25c, la plaque intermédiaire 25b étant rainurée sur ses deux faces avec des rainures à angle droit (ou, bien évidemment, tout autre angle choisi à volonté). Mais on peut également superposer à l'angle voulu deux paires de mâchoires, en prévoyant sur ces mâchoires des trous de boulonnage à l'angle ou aux angles recherchés. L'exemple de la figure 4 illustre la possibilité d'utiliser des paires de profils 34 et 35, 36 et 37, 38 et 39 orientées dans trois directions (orthogonales, par exemple) au moyen d'une mâchoire de liaison en équerre. dont le détail fait l'objet de la figure 6. Dans cette figure, les deux paires de mâchoires 40, 41 et 42, 43 sont disposées en dièdre, les mâchoires 41 et 42, qui appartiennent chacune à une paire différente, étant solidarisées selon un dièdre (par exemple à angle droit). De plus, cette disposition est combinée à celle de la figure 5, les mâchoires 42, 43 et 43, 44 formant mâchoire double. La figure 4 illustre également le caractère à la fois réglable et mobile du système d'accessoires de 1 'inven- tion par l'utilisation de mâchoires coulissantes 45, 46 reliées à des mâchoires de liaison 47, 48 par des éléments moteurs tels que les vérins 49, 50, comme représenté figure 7. La réalisation des mâchoires coulissantes est à la portée de l'homme de l'art et peut être faite par utilisation de douilles lisses, douilles à billes, patins de frottement, galets etc. La possibilité d'obtenir ainsi un mouvement auxiliaire de la pièce prélevée par le manipulateur peut recevoir de nombreuses applications (changement d'entr'axe, dégagement d'un élément d'outillage etc.). Les figures 8 et 9 illustrent le détail de pièces de fixation d'organe de préhension (supports de ventouses à vide, pince de serrage à commande par fluide sous pression, unité opérationnelle associée au robot pour exécution de taches particulières : coupe , mesure, usinage, etc.). Suivant la figure 8, la pièce est réalisée en deux parties : une partie 11 de fixation proprement dite, portant les moyens de serrage nécessaires et des rainures pour orienter la pièce sur les profils, complétée par une pièce de serrage 12 qui peut être un des éléments constituant la pièce de liaison simple. La pince 5 (ou autre organe) peut être montée sur un fut rotatif 51 serre en 53. Les formes données aux pièces pour leur mise en place sur les profilés permet la mise en place de la fixation, soit en ligne, soit en travers de l'axe des profils. Une inclinaison est possible en n'utilisant qu'un seul profilé ou en donnant à ceux-ci par déformation un vrillage permettant d'obtenir la position souhaitée. La figure 9 représente une adaptation de la pièce de liaison 12 dans laquelle l'inclinaison est obtenue par interposition d'une pièce orientable supplémentaire 52. Enfin, l'interposition de systèmes coulissants permet d'obtenir sur la pièce de fixation un mouvement auxiliaire éventuel. I1 résulte de la description qui précède que l'invention permet des réalisations très diverses par combinaisons variées des composants du système modulaire qu'elle propose. Dans cette description, les profils parallèles utilisés et illustrés sont des profils cylindriques de section circulaire pleins ou tubulaires ; mais toute autre section peut être adoptée sans sortir du cadre de l'invention. De même, on a principalement décrit l'invention en tant qu'accessoire servant de support à des organes de préhension pinces ou ventouses, mais il va de soi que tout autre organe susceptible d'être monté à 1 'extré- mité d'un bras de manipulateur peut être utilisé, notamment des centreurs, détecteurs, appareils de mesure etc. REVENDICATIONS 1. Accessoire de préhension pour manipulateur ou robot comportant un bras (2) à l'extrémité duquel doit être monté-un organe de préhension tel que pinces, ventouses, centreurs,détecteurs ..., caractérisé en ce qu'il se compose d'au moins un couple de profils parallèles (6-7) emprisonnés dans au moins une paire de mâchoires (8, 9 ou 11, 12) à rainures (10) parallèles correspondant à la section des profils, boulonnées entre elles, l'une au moins de ces paires de mâchoires étant fixée à l'extrémité du bras (2) et le ou les organes de préhension (5, 29) étant euxmêmes portés par une ou plusieurs desdites paires de mâchoires. 2. Accessoire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en plus des paires de mâchoires de liaison telles que (47, 48) opérant par emprisonnement des profils, il est prévu des paires de mâchoires coulissantes telles que (45,46) avec interposition d'éléments moteurs (49). 3. Accessoire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que deux paires de mâchoires (25a, 25b et 25b, 25c) sont superposées et assemblées entre elles en mâchoire double, avec leurs rainures formant un angle, ce qui permet d'assembler selon cet angle deux paires de profils parallèles, les deux mâchoires intermédiaires et adjacentes étant de préférence réunies en une mâchoire unique (25b) dont les deux faces sont rainurées selon deux directions à l'angle choisie. 4. Accessoire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des blocs de liaison à direction orthogonale ou dièdre, formés de l'assemblage à angle droit ou dièdre de deux mâchoires (41, 42) appartenant à deux paires de mâchoires différentes (40, 41) et (42, 43). -5. Accessoire selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'une au moins des mâchoires d'un bloc de liaison est une mâchoire double selon la revendication 3. 6. Accessoire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de préhension (5) est monté sur la paire de mâchoires qui le supporte,par l'intermédiaire de moyens d'orientation (51, 53).