Brevet FR2560805A1 — publié le 19850913

La présente invention concerne un robot multiple de type horizontal dans lequel plusieurs bras sont raccordés =.utuellement: et à un arbre de support qui peut se déplacer ver ticalerent de manière que les bras puissent tourner autour d'axes verticaux. Dans un robot horizontal multiple classique dont les bras tournent autour d'axes verticaux, un premier bras qui peut tourner autour d'un axe vertical est monté à I'extrémité supérieure d'une partie mobile en translation verticalement par rapport à la base Un second bras est monté afin qu'il puisse tourner autour d'un axe parallèle à l'axe vertical autour duquel tourne le premier bras. De façon générale, dans les robots multiples de type horizontal, le servomoteur qui fait tourner le second bras est monté de manière qu1 il dépasse d'une partie supérieure du premier bras, coaxialement à l'axe autour duquel tourne le premier bras, alors que le servomoteur destiné à faire tourner le premier bras est monté sur une partie supérieure de la surface externe de la partie de déplacement en translation, du côté opposé au second bras. Ainsi, le robot ayant cette construction nécessite un espace important pour son installation. On a tenté de résoudre ce problème par montage du servomoteur destiné à faire tourner le second bras sur une partie plus basse du premier bras, et le montage du second bras afin qu'il tourne autour de l'arbre qui porte le premier bras. Dans cette construction cependant, le premier et le second bras et le servomoteur du second bras sont tous portés par l'arbre du côté du second bras et en conséquence le moment par rapport à l'arbre qui maintient le premier bras est très déséquilibré. Le résultat est qu'une forte charge est appliquée au servomoteur de ce premier bras.De plus, comme le servomoteur du premier bras est monté en position supérieure à la surface externe de la partie de déplacement en translation de l'autre côté du second bras, le montage du servomoteur du premier bras en position plus basse sur le premier bras et de l'autre côté de l'arbre de support du premier bras par rapport au second bras est techniquement impossible. L'invention concerne ainsi essentieliement un robot multiple horizontal qui ne présente pas les inconvénients précédents des robots classiques. Plus précisément, elle concerne un robot multiple horizontal ayant deux servomoteurs destinés à faire tourner respectivement un premier et un second bras et qui sont placés dans des positions basses du premier bras et de part et d'autre de l'arbre qui porte les moteurs, si bien que le robot peut être peu encombrant. En outre, le moment autour de l'arbre qui porte le premier et le second bras peut être réduit et la charge appliquée au servomoteur du premier bras peut être reduite. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la description qui va suivre d'exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une élévation schématique d'un robot multiple horizontal selon l'invention la figure 2 est une coupe du mécanisme de déplacement vertical du premier bras du robot de la figure 1 la figure 3 est une coupe des mécanismes destinés à faire tourner le premier et le second bras respectivement dans le robot de la figure 1 ; et la figure 4 est une coupe du mécanisme destiné à faire tourner l'arbre de support d'outil représenté sur la figure 1. On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente l'ensemble de la construction d'un robot multiple horizontal selon l'invention. Le robot a une base 10 sur laquelle est maintenu un arbre de support d'un premier bras (décrit dans la suite) afin qu'il soit mobile verticalement. Un premier bras 11 est monté à l'extrémité supérieure de cet arbre afin qu'il puisSe tourner autour d'un axe vertical. Un second bras 12 est maintenu à l'extrémité avant du premier bras 11 afin qu'il puisse tourner autour d'un axe parallèle à l'axe autour duquel tourne le premier bras 11. Un arbre 13 de support d'outil est monté à l'extrémité avant du second bras 12 afin qu'il puisse tourner autour d'un axe parallèle à l'axe autour duquel tourne le second bras 12. L'extrémité inférieure de l'arbre 13 a des mâchoires 14 dans lesquelles divers outils peuvent etre montés en fonction de l'opération à effectuer. Les différents éléments du robot sont décrits en détail dans la suite du présent mémoire. On se réfère maintenant à la figure 2 ; une tige filetée 20 sur laquelle est montée un écrou 21, est maintenue dans la base 10 en position basse afin qu'elle puisse tourner autour d'un axe vertical. Un arbre creux 22 de support du premier bras est maintenu verticalement afin qu'il puisse coulisser le long de l'axe de la tige 20, en position plus haute dans la base 10. Cependant, la rotation de l'arbre 22 n'est pas possible. L'écrou précité 21 est fermement fixé à l'extrémité inférieure de l'arbre 22. Une poulie 23 de courroie crantée est placée à l'extrémité inférieure de la-tige filetée 20 et une courroie 24 de synchronisation passe autour de la poulie 23 et d'une autre poulie convenable 25 qui est placée à l'extrémité inférieure d'un servomoteur 26 fixé à la base 10, en position basse.La rotation du servomoteur 26 se transmet à la tige filetée 20 par la poulie 25, la courroie 24 et la poulie 23, et la tige 20 déplace verticalement l'arbre 22 de support du premier bras par l'intermédiaire de l'écrou 21 qui est vissé sur la tige 20. Un couvercle 27 est monté sur la base 10 afin qu'il recouvre le servomoteur 26. On se réfère maintenant aux figures 3 et 4 ; le corps d'un premier bras 30 est maintenu sur l'arbre 22 de support qui est mobile verticalement. Le corps du premier bras 30 peut tourner dans un plan horizontal. Deux transmissions 33 et 34 d'entraînement harmonique (appelées dans la suite mécanismes de réduction) sont montées à la face inférieure du corps 30 et les servomoteurs31 et 32 y sont raccordés respectivement. Ces mécanismes 33 et 34 de réduction sont disposés parallèlement au corps du premier bras 30, en position pratiquement symétrique par rapport à l'arbre de support 22. Un premier arbre menant 35 est raccordé au mécanisme 33 et est maintenu sur le corps du premier bras 30, au-dessus du mécanisme 33, afin qu'il puisse tourner.Un pignon menant 36 est monté à l'extrémité supérieure du premier arbre menant 35, et un pignon intermédiaire 37 maintenu en rotation sur le corps du premier arbre 30, est en prise avec le pignon menant 36. Le pignon intermédiaire 37 est aussi en prise avec une roue dentée 38 fixée à l'extrémité supérieure de l'arbre 22 de support. La rotation du servomoteur 31 se transmet au pignon menant 36 par l'intermédiaire du mécanisme réducteur 33 et de l'arbre menant 35. Comme la roue dentée 38 est fixe, le pignon intermédiaire 37 tourne autour de la roue 38. En conséquence, le corps du premier bras 30 supportant le pignon intermédiaire 37 tourne autour de l'arbre de support 22 du premier bras. Un second arbre menant 39 est raccordé au mécanisme de réduction 34 et il est maintenu sur le corps du premier bras 30 au-dessus du mécanisme 34 afin qu'il puisse tourner. Une poulie 40 pour courroie crantée est montée à l'extrémité supérieure du second arbre menant 39 et une courroie 41 de synchronisation passe sur la poulie 40. On se réfère maintenant plus précisément à la figure 4 ; un support 50 du second bras est maintenu sur le corps du premier bras 30 afin qu'il puisse tourner autour d'un axe parallèle au second arbre menant 39. L'arbre est placé suivant un axe passant par les second arbre menant 39 et le premier arbre menant 35 et il se trouve du côté du second arbre 39. Une poulie 51 pour courroie crantée est montée à l'extrémité supérieure de l'arbre 50 et la courroie 41 de synchronisation décrite précédemment y passe. Le corps d'un second bras 52 est fermement fixé à l'extrémité inférieure de l'arbre 50 et un servomoteur 52 est monté sur lui perpendiculairement à l'arbre 50. La rotation du servomoteur 32 est transmise à la poulie 40 par le mécanisme réducteur 34 et le second arbre menant 39. Sa poulie 40 fait tourner à son tour l'arbre 50 par l'intermédiaire de la courroie 41 et de la poulie 51. Sa rotation de l'arbre 50 provoque alors la rotation du corps du second bras 52 qui est fixé sur l'arbre 50, autour de ceui-ci. Un corps 54 de support est fermement fixé à l'extrémité avant du corps du second bras 52 qui est placé du côté du corps 52 opposé au servomoteur 53. L'arbre précité 13 de support d'outil est porté sur le corps 54 de manière qu'il puisse tourner autour d'un axe parallèle à l'arbre 50 de support du second bras. Un pignon conique 55 est monté à l'extrémité supérieure de l'arbre 13 de support d'outil et il est raccordé au servomoteur 53 par un mécanisme 56 de réduction et un arbre 57 de transmission si bien que la rotation du servomoteur 53 est transmise au pignon conique 55. Le mécanisme 56 de réduction est maintenu sur le corps du second bras 52 afin qu'il puisse tourner.Un couvercle supérieur 42, assurant le recouvrement du premier arbre menant 35 à l'arbre 50 de support du second bras, est monté au-dessus du corps du premier corps 30. Un couvercle inférieur 43 recouvre les servomoteurs 31 et 32 et il est monté sur le corps du premier bras 30 dans une position dans laquelle il se raccorde au couvercle supérieure 42. Le couvercle inférieur 43 a un orifice permettant l'introduction de la base 10 dans le couvercle. Un second couvercle supérieur 58 est disposé du servomoteur 53 à l'arbre 13 de support d'outil et il est monté au-dessus du corps du second bras 52. Le couvercle 58 a un orifice permettant l'introduction de l'arbre 50 de support du second bras dans le couvercle 58. Un second couvercle inférieur 59 recouvre l'espace compris entre l'extrémité inférieure du couvercle supérieur 58 et l'extrémité inférieure du servomoteur 53, et entre le servomoteur 53 et le voisinage du corps 54 de support, et il est monté sur le corps du second bras 52 dans une position dans laquelle le couvercle inférieur est accouplé au couvercle supérieur 58. Lors du fonctionnement de la structure décrite précédemment, la rotation du servomoteur 26 déplace alternativement en direction verticale l'arbre 22 de support du premier bras par rapport à la base 10. La rotation du servomoteur 31 fait tourner le premier bras 11 autour de l'arbre de support 22 de celui-ci. Le mouvement de rotation du servomoteur 32 se transmet au second bras 12 par l'intermédiaire de la poulie 40, de la courroie 41 de synchronisation et de la poulie 51. En conséquence, le second bras 12 fixé à l'extrémité avant du premier bras 11 tourne autour de l'arbre 50 de support du second bras. Lorsque le servomoteur 53 monté dans le second bras 12 tourne, l'arbre 13 de support d'outil monté à l'extrémité avant du second bras 12 tourne autour d'un axe vertical. Comme décrit précédemment, la structure selon l'invention est réalisée de manière que les servomoteurs qui font tourner le premier et le second bras respectivement soient disposés dans des positions inférieures, dans le premier bras, et juxtaposés de part et d'autre de l'arbre de support du premier bras. En conséquence, le robot peut être réalisé avec un faible encombrement. De plus, le moment peut etre réduit autour de l'arbre de support du premier bras, et la force exercée sur le servomoteur qui fait tourner le premier bras peut être réduite. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme des'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS Robot multiple horizontal, du type qui comporte une base (10), un bras (22) de support d'un premier bras porté sur la base (10) afin qu'il puisse se déplacer verticalement, un premier mécanisme d'entraînement (20, 21, 23-26) destiné à déplacer verticalement l'arbre de support (22) du premier bras, un premier bras (30) monté sur l'arbre (22) de support du premier bras afin qu'il puisse tourner dans un plan horizontal, un second mécanisme dlentrainement (31, 33, 35-38) destiné à faire tourner le premier bras (30), un arbre rotatif (50) de support d'un second bras porté par le premier bras (30) parallèlement à l'arbre (22) de support du premier bras, un second bras (52) monté sur l'arbre (50) de support du second bras, un troisième mécanisme d'entraînement (32, 34, 39-41, 51) destiné à faire tourner le second bras (52), un arbre (13) de support d'un outil rotatif, porté à l'extrémité avant du second bras (52) parallèlement à l'arbre (50) de support du second bras, et un quatrième mécanisme d'entraînement (53, 57, 55) destiné à faire tourner l'arbre (13) de support d'outil, caractérisé en ce que des servomoteurs (31 ; 32) incorporés au second et troisième mécanismes d'entrainement (31, 33, 35-38 ; 32, 34, 39, 41, 51) d'entraînement respectif du premier et du second bras (30 ; 52) sont montés sur le premier bras (30) de manière qu'ils soient disposés sur un axe passant par les arbres (22 ; 50) de suport du premier et du second bras, de part et d'autre de l'arbre (22) de support du premier bras. 2. Robot selon la revendication 1, caractérisé en ce que les servomoteurs (31 g 32) destinés à entraîner respectivement le premier et le second bras (30 ; 52) sont placés sous la face inférieure du premier bras (30), parallèlement à l'arbre (22) de support du premier bras. 3. Robot selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le second mécanisme d'entrainement (31, 33, 35-38) comporte un pignon fixe (38) fixé à l'arbre (22) de support du premier bras, un pignon menant (36) fixé à l'arbre de sortie (35) du servomoteur (31) destiné à entrainer le premier bras (30), et un pignon intermédiaire (37) porté par le premier bras (30) afin qu'il puisse tourner et en prise à la fois avec le pignon fixe (38) et avec le pignon menant (36). 4. Robot selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le quatrième mécanisme d'entraînement (53, 57, 55) comporte un servomoteur d'entraînement d'un arbre de support d'outil (53), disposé horizontalement et fermement fixé à l'arbre (50) de support du second bras à l'extrémité du second bras (52) qui se trouve du côté opposé à l'arbre de support d'outil (13), une tige (57) portée par le second bras (52) afin qu'elle puisse tourner et disposée d'une extrémité à l'autre du second bras (52) fin qu'elle transmette la rotation du servomoteur (53) d'entraînement de l'arbre de support d'outil, et un mécanisme (55) à pignon conique destiné à transmettre la rotation de la tige (57) à l'arbre (13) de support d'outil.