Brevet FR2584649A1 — publié le 19870116

i La présente invention concerne un dispositif manipulateur, adapté en particulier pour effectuer une manutention de tôles métalliques de différentes dimensions pendant des opérations de pliage. En particulier la présente invention se rapporte à un dispositif manipulateur adapté pour ôtre utilisé comme partie intégrante d'un système automatisé pour plier des tôles métalliques au moyen de presses de pliaqe. Des dispositifs manipulateurs connus ont tous des structures physiques qui ne sont pas bien adaptées pour Obtenir une manipulation efficace de tôles métalliques de dimensions très différentes par le fait qu'ils comprennent généralement un seul bras extensible-sur lequel un châssis est monté de façon tournante, ce châssis étant pourvu de plusieurs dispositifs de maintien, usuellement du type magnétique ( aimants) ou du type pneumatique -( yentouses, ces dispositifs manipulateurs étant limités dans les mouve- ments que le châssis peut exécuter, étant encombrants et compliqués, et nécessitant le remplacement de l'élément de maintien lors d'une modification des dimensions de la tôle métallique à manutentionner. L'objet de l'invention consiste à créer un dispositif manipulateur d'une structure simple et d'un coût limité, qui permette de manutentionner efficacement des tôles métalliques, même des tôles de dimensions très différentes l'une de l'autre sans nécessiter le remplacement des éléments de maintien. Ledit objet est réalisé par l'invention qui concerne un dispositif manipulateur, en particulier pour la manutention de tôles métalliques pendant des opérations de pliage, comprenant une paire d'éléments de maintien et des moyens pour déplacer lesdits éléments de maintien le long de trois axes Cartésiens jusque dans une pluralité de positions différentes, caractérise par le fait que lesdits éléments de maintien peuvent tourner de 360 autour d'un axe parallèle au plan dans lequel ils sont placés et par le fait que lesdits moyens de déplacement desdits éléments de maintien compren- nent une paire de bras extensibles indépendants portant chacun un desdits éléments de maintien, et des moteurs reliés ensemble de manière àaccoupler lesdits bras indépendants en vue d'un déplacement simultané d'une manière spéculairement symétrique par rapport à un plan de symétrie dudit dispositif passant par lesdits bras. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente schématiquement une vue de face et en élévation du dispositif manipulateur conforme à l'invention la fiqure 2 représente une vue en coupe orthogonale du dispositif de la figure 1, faite selon la ligne II- II; et les figures 3 et 4 représentent schématiquement\deux varian- tes possibles du dispositif de la figure 1. En référence aux figures 1 et 2, on a désigné dans son ensemble par la référence numérique 1 un système de pliage automatique de tôles métalliques 2, comprenant une presse de pliage 3 de type connu, des convoyeurs 4 des tôles métalliques 2, et un dispositif manipulateur mécanique 5 disposé entre les convoyeurs 4 et la presse plieuse 3 pour manutentionner les tôles métalliques 2 sous le contrôle d'une unité centrale à commande numérique de type connu, non représentée pour simplifier le dessin; le dispositif mani- pulateur S comprend une paire d'éléments de maintien 6 pour les tôles métalliques 2, ces éléments étant déplaçables le long de trois axes Cartésiens jusque dans une pluralité de positions différentes le long des trajets indiqués par les lignes en trait interrompu sur la figure 2, une paire de bras extensibles 7 qui sont indépendants l'un de l'autre, et une traverse horizontale 8 supportée de façon à pouvoir tourner autour de son axe longitudinal par un support central fixe 9 disposé en correspondance à un plan transversal de symétrie du dispositif 5, sensiblement vertical et perpendi- culaire à l'axe longitudinal de la traverse 8, et passant entre les bras 7; ceux-ci sont disposés parallèlement l'un avec l'autre et avec ledit plan transversal de symétrie du dispositif 5, ils sont extensibles en longueur et ils sont supportés de façon coulissante par la traverse 8 par rapport à laquelle ils sont montés perpendiculairement et en saillie sur des guides respectifs 10 disposés paralâlement à l'axe longitudinal de la traverse 8. Les éléments de maintien 6 sont chacun supportés par un bras respectif 7 fixé en correspondance sur leurs extrémités libres respecti- ves et, conformément à l'invention, ils peuvent tourner de 360 autour d'un axe 11 parallèle au plan dans lequel ils sont placés et perpendiculaire à l'axe longitudinal des bras 7. Conformément à l'invention, le dispositif 5 est pourvu de moteurs pour déplacer les bras 7 sur la traverse 8, pour faire tourner les éléments 6, et pour assurer l'extension des bras 7 proprement dits, lesdits moteurs étant reliés ensemble de façon à obliger les bras 7, et leurs éléments de maintien 6, à se déplacer toujours simultanément et d'une manière spéculairement symétrique par rapport audit plan transversal de symétrie du dispositif 5. En particulier, la traverse 8, qui est supportée de préférence à ses extrémités opposées par d'autres supports 12, porte rigidement, au moyen de consoles 13, des barres prismatiques tournantes respectives 14 et une paire de vis-mères 15 et 16 comportant des pas identiques et opposés, et il est prévu au centre, en corres- pondance avec le support 9, des moteurs respectifs d'actionne- ment 18, 19, 20 de type connu pour les barres 14 et les vis- mères 15 et 16; un moteur 22 porté par le support 9 commande la rotation de la traverse 8 et, en même temps que celle-ci, la rotation des bras 7 accouplés rigidement à la traverse, par exemple au moyen d'une transmission à engrenages 23; de préférence les bras 7 comportent chacun deux moitiés 25 et 26 qui sont articulées l'une avec l'autre au moyen d'un joint 27 et qui sont fixées respectivement sur la traverse 8 et sur les éléments de maintien 6; à l'intérieur des demi-bras 26, il est prévu une transtssion 28, par exemple une chaîne, agissant de facon à faire tourner les éléments 6 autour de l'axe 11; la transmission 28 est elle- même entraînée par une transmission semblable 29 placée à l'intérieur d'une branche des demi-bras 25, qui ont de préférence une forme fourchue, par l'intermédiaire des joints 27; ceux-ci sont également reliés à une transmission 30, par exemple également du type à chaîne, logée dans l'autre branche du demi-bras 25, et les transmissions 29 et 30 sont actionnées d'une manière connue par des moteurs 18 et 19 par l'intermédiaire des barres 14; celles-ci sont en fait sollicitées par des engrenages respec- tifs, non représentés pour simplifier le dessin, des transmissions 29 et 30, logés à l'intérieur d'une extrémité 31 en forme de manchon des demi-bras 25, au moyen de laquelle les bras 7 sont fixés de façon coulissante sur la traverse tournante 8 et sur les barres 14 accouplées rigidement avec celle-ci. A l'intérieur des extrémités 31, il est également prévu des noix respectives 32 de type connu qui sont en prise avec les vis-mères 15 et 16, par l'intermédiaire desquelles les demi-bras 25 sont entraînés en translation le long de la traverse 8 par le moteur commun 20. Il est évident que l'actionnement des moteurs 18, 19, 20, qui sont prévus en commun pour les deux bras 7, produit un entraînement symétrique et simultané desdits bras par l'intermédiaire des moyens de transmission constitués par les barres 14 et les vis-mères 15 et 16 qui sont accouplées aux éléments de prise de force des bras 7, constitués par les noix 32 et les transmissions 29 et 30; en particulier, les bras 7 sont allongés et raccourcis en faisant tourner leurs moites 25 et 26 simultanément et de façon associée par actionnement du moteur commun 19 qui assure, par l'intermé- diaire de la barre associée 14, l'entraînement des transmis- sions 30 faisant tourner les joints 27; les éléments 6 sont entraînés en rotation d'une manière semblable par le moteur commun 18 qui actionne les transmissions 29 par l'intermé- diaire de l'autre barre 14; finalement, pour la préhension de tôles métalliques 2 de largeurs différents, il est possi- ble de faire varier l'écartement de bras 7 par actionnement du moteur 20 qui fait tourner les vis-mères 15 et 16 en produisant un déplacement symétrique et simultané des bras 7 le long de la traverse 8 dans des directions opposées. Pour pouvoir faire tourner les tôles métalliques 2 également parallèlement au plan dans lequel elles sont placées, le dispositif 5 conforme à l'invention comprend en outre un socle tournant 35 placé dans une zone adjacente à la traverse 8, entre les bras 7, en correspondance au plan de symétrie du dispositif 5; en particulier le socle 35 peut tourner autour d'un axe vertical et il est supporté à sa partie supérieure par le support central 9 qui contient égale- ment un moteur d'actionnement connu, et non représenté; une table 36 peut être montée correctement sur le socle 35, de préférence d'une manière amovible, et elle est adaptée pour être saisie par les éléments 6; ceux-ci sont de préférence constitués par des pinces mécaniques respectives comprenant chacune deux mâchoires 37 comportant des faces d'accrochage 38 qui sont placées dans des positions adjacen- tes afin de pouvoir saisir la tôle métallique à la fois sur le côté et sur le bord, lesdites pinces étant profilées de manière à pouvoir agripper la table amovible 36 ( figure 2) entre elles pour pouvoir la soulever à partir du socle 35 en conséquence du rapprochement mutuel des bras 7; par exemple les mâchoires 37 peuvent être pourvues de nervures en saillie 39 qui peuvent être insérées dans une rainure périphérique de la table 36 de manière à pouvoir saisir la table 36 entre elles indépendamment de la tôle métallique 2 portée par cette table. En référence maintenant aux figures 3 et 4, on voit que celles-ci représentent, d'une manière schématique, deux variantes possibles 40 et 50 du dispositif 5; des détails semblables ou identiques à ceux précédemment décrits ont été désignés pour simplifier par les mêmes références numériques. En particulier, la variante 40 ( figure 3) diffère de la réalisation décrite par le fait que les bras articulés 7 sont constitués par des bras équi- valents et extensibles télescopiquement 41 qui sont pourvus d'éléiiments de maintien 6 et qui sont montés de façon coulis- sante sur une traverse tournante 8 absolument semblable à la précédente, mais cependant ils sont montés sur des supports 42 au-dessus de la table 36 et du socle associé 35 le mouvement des bras 41 est effectué d'une manière semblable à ce qui a été décrit ci-dessus au moyen de moteurs communs , 18 et 19 qui sont pourvus de transmissions appropriées de type connu assurant la liaison des bras 41 pour qu'ils se déplacent simultanément et symétriquement par rapport au plan transversal de symétrie passant au travers du socle 35. La variante 50 utilise des bras télescopiques 51 absolument semblables aux bras 41 et elle diffère du dispositif 40 par le fait que la traverse tournante 8 est remplacée par une traverse 52 montée de façon coulissante sur deux guides rectilignes 53; le déplacement simultané et symétrique des bras 51 et des éléments de maintien 6 est produit au moyen des moteurs communs 20 et 18 pourvus de transmissions mécaniques appropriées constituées par des vis-mères 15, 16 et 54; d'autre part, conformément à l'invention, le déplace- ment symétrique et simultané des deux extrémités de la traverse 52 et l'allongement ou le raccourcissement de chacun des bras télescopiques 51 sont produits au moyen de paires respectives de moteurs d'entraînement indépendants 55 qui sont cependant accouplés d'une manière indirecte, en étant reliés à des dispositifs de commande communs associés 56 de type connu pouvant opérer pour synchroniser leurs mouvements en particulier chaque dispositif 56 comprend, par exemple, une unité de commande électronique 57 pour les moteurs associés 55 et des dispositifs de comptage ou de " codage" 58 qui comptent le nombre de tours effectués par les moteurs associés 55 de chaque paire de moteurs, en transmettant cette information à l'unité centrale de commande 57 qui, dans le cas de différences, intervient en faisant ralentir ou accélérer un des moteurs correspondants 55. Dans ce cas également, le résultat final consiste à obliger les bras 51 à se déplacer simultanément et symétriquement par rapport au plan médian du dispositif 50. La description faite ci-dessus met en évidence les avantages concernant le dispositif manipulateur conforme à l'invention; il présente un encombrement réduit et une grande souplesse de fonctionnement par le fait que les élé- ments de maintien, qui sont supportés par des bras séparés, peuvent être rapprochés ou espacés en fonction des impératifs existants; les dépenses sont également réduites par le fait que l'interconnexion directe, au moyen de transmissions mécaniques, ou l'interconnexion indirecte, au moyen de dispositifs de synchronisation, entre les deux bras permet dle commander leurs mouvements avec un seul dispositif de commande numérique. Enfin la structure particulière du dispositif conforme à l'invention permet d'utiliser des dispositifs de maintien exclusivement mécaniques faisant intervenir éventuellement, pour des tôles particulièrement minces et par conséquent très flexibles, le support auxiliaire constitué par la table amovible 36 qui, lorsqu'elle est agrippée par l'élément de maintien, peut être déplacée en même temps que la tôle en train d'être manutentionnée, en évitant une flexion de cette dernière. REVENDICATIONS 1. Dispositif manipulateur (5, 40, 50), en parti- culier pour la manutention de tôles métalliques pendant des opérations de pliage, comprenant une paire d'éléments de maintien (6) et des moyens pour déplacer lesdits éléments de maintien (6) le long de trois axes Cartésiens jusque dans une pluralité de positions différentes, caractérisé par le fait que lesdits éléments de maintien (6) peuvent tourner de 3600 autour d'un axe parallèle au plan dans lequel ils sont placés et par le fait que lesdits moyens de déplacement desdits éléments de maintien (6) comprennent une paire de - bras extensibles indépendants (7) portant chacun un desdits éléments de maintien (6), et des moteurs (18, 19, 20, 14, 15, 16) reliés ensemble de manière à accoupler lesdits bras indépendants (7) en vue d'un déplacement simultané d'une manière spéculairement symétrique par rapport à un plan de symétrie dudit dispositif passant par lesdits bras (7). 2. DIspositif manipulateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits bras extensibles (7) sont disposés parallèlement entre eux et sont montés de façon coulissante perpendiculairement sur une traverse horizontale (8) et en saillie par rapport à celle-ci, chacun desdits bras (7) portant un élément de maintien respectif (6) qui est fixé à son extrémité libre. 3. Dispositif manipulateur selon une des revendica- tions 1 ou 2, caractérisé par le fait que ledit axe de rotation desdits éléments de maintien (6) est perpendiculaire à l'axe longitudinal desdits bras (7). 4. DIspositif manipulateur selon une des revendica- tions 2 ou 3, caractérisé par le fait que ladite traverse (8) est portée'de façon tournante par-au moins un support fixe (9, 42) et tourne autour de l'axe le long duquel lesdits bras (7) coulissent. 5. Dispositif manipulateur selon une des revendica- tions 2 ou 3, caractérisé par le fait que ladite traverse (8) est montée de façon coulissante le long d'une paire de guides fixes rectilignes (53), disposés perpendiculairement à l'axe le long duquel lesdits bras (7) coulissent. 6. Dispositif manipulateur selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérise par le fait que lesdits moteurs,umnprennent au moins un moteur (18, 19,20) commun aux deux bras extensibles (7) et des moyens de transmission r5 mcarni-]ue (14, 15, 16) pour accoupler lesdits mdteurs communs (18, 19, 20) avec des éléments de réception de mouvement correspondants respectifs (28, 29, 30) desdits lbras extensibles (7). 7. Dispositif manipulateur selonune quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que lesdits moteurs comprennent des paires respectives de moteurs d'entraînement indépendants (55, 59), les moteurs de chaque paire entraînant un bras extensible respectif (7) et étant accouplés à un dispositif de commande commun (56) pouvant opérer pour synchroniser leurs mouvements. 8. Dispositif manipulateur selon une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un socle tournant (35) placé dans une zone adjacente à ladite traverse (8) en correspondance avec ledit plan de symétrie et pouvant tourner autour d'un axe vertical, et une table (36) qui peut être disposée sur ledit socle (35) et ôtre accouplée angulairement et rigidement à celui-ci. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ladite table (36) peut être enlevée dudit socle (35) et par le fait que lesdits éléments de maintien sont constitués par des pinces mécaniques respectives (6) comprenant chacune une paire de mâchoires (37) dirigées l'une vers l'autres et comportant deux côtés de préhension adjacents (38), lesdites pinces (6) étant en outre profilées de façon à pouvoir agripper ladite table amovible (36) entre Alles A la suite du rapprochement mutuel desdits bras, indéepenldammennt de la tôle (2) supportée par la table.