Brevet FR2597776A1 — publié le 19871030

L'invention part d'un appareil pour L'amenée et le vissage automatiques de vis, comprenant un porte-vis tubulaire pour recevoir des vis L'une après L'autre, ainsi qu'un arbre de transmission monté rotatif et longitudinalement couLissant dans le porte-vis et dont la partie avant est munie d'un outil de vissage adéquat. Un appareil connu de ce type, par exemple seLon le document DE-OS 34 16 344, possède un porte-vis tubulaire dont lapartie avant comporte une douille de serrage tenue par un écrou d'accouplement à collerette, par laquelle les vis sont tenues avant leur vissage dans la pièce. Le positionnement ou la présentation de la vis devant le trou au moyen de cette douille de serrage élastique peut s'effectuer de façon satisfaisante tant que la tête de la vis possède une hauteur relativement grande comparativement à son diamètre, ce qui est le cas notamment pour les vis à six pans creux.Il s'avère cependant que le vissage au moyen de cet appareil connu pose des difficultés dans tous les cas où la tête de la vis a un diamètre relativement grand ou une configuration qui diffère nettement de la forme cylindrique, comme sur Les vis à tête fraisée, les vis à tête demi-ronde ou les vis à tête cylindrique bombée mince. L'invention vise notamment à éliminer ces difficultés. A cet effet, selon l'invention, un appareil comme défini au debut est caractérisé en ce que le porte-vis tubulaire est pourvu d'au moins trois segments de pince mutuellement décalés angulairement et servant à saisir ta tige d'une vis à visser. Un appareil ainsi réalisé a l'avantage, notamment, d'assurer, quel Le que soit la configuration de la tête des vis, un bon positionnement de la vis pour son amenée jusqu'au trou de la pièce, de même que la liberation convenable de la tête de la vis en vue de son vissage dans La pièce, de sorte que l'appareil peut être appliqué universellement. Grâce à la prévision des segments de pince, on obtient en outre un centnage très précis de la vis, de sorte que même des vis d'un diamètre relativement petit peuvent être vissées de façon sûre dans des trous de taille correspondante de pièces. De plus, en raison du bon centrage, L'outil pour le vissage s'ajuste dans de bonnes conditions sur la tête de la vis, ce qui est important surtout Lorsque La tête de la vis presente une fente parce qu'une telle fente, en raison de sa configuration, n'assure pas l'autocentrage de l'outil pour le vissage. Selon un perfectionnement particulièrement avantageux, l'arbre de transmission, monté rotatif et longitudinalement coulissant, traverse une douille de manoeuvre disposée longitudinalement coulissante mais empêchée de tourner, dont le côté extérieur présente des surfaces de manoeuvre qui produisent automatiquement l'ouverture et/ou la fermeture des segments de pince lors du déplacement longitudinal de l'arbre de transmission.A l'aide des surfaces de manoeuvre prévues en haut et en bas sur la douille, on peut produire à la fois l'ouverture par force, c'est-à-dire I'ecartement des segments de pince, et le rappel par force de ces segments à leur position de départ, ce qui assure.-d'une part un bon centrage des vis et d'autre part La libération.convenable de celles-ci, même au cas où la tête de la vis est relativement grande ou possède une configuration qui diffère fortement de la forme cylindrique.En raison du guidage par force effectué conformément à l'invention à l'aide de la douille de manoeuvre montée longitudinalement coulissante, l'appareil peut en plus être conçu de manière que la tige de la vis soit tenue de façon relativement lâche par la pince fermée, c'est-à-dire par les extrémités avant ou becs des segments de pince comprimés, de sorte que L'usure sur les becs des segments peut rester relativement faible et qu'il n'est pratiquement pas nécessaire de rajuster l'appareil. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, les segments de pince sont montés oscillants sur des axes formés par des chevilles à L'intérieur du porte-vis tubulaire. La douille peut alors présenter sur sa partie avant ou partie inférieure une première surface de manoeuvre conique qui, lors du coulissement de la douille, par L'action de cette surface sur un cône intérieur formé par les segments, provoque l'écartement par force des segments et par suite la libération de la vis tenue, et sur sa partie arrière ou partie supérieure une seconde surface de manoeuvre conique qui, lors du retrait de ta douille, par L'action de cette seconde surface sur des prolongements à l'arrière des segments, provoque la compression par force des segments et par suite leur rappel à la position de départ.L'action de la surface de manoeuvre conique sur les prolongements à l'arrière des segments de pince peut s'exercer à L'aide d'éléments élastiques interposés en caoutchouc. Ces éléments élastiques, prévus en plus sur le côté intérieur des extrémités supérieures des segments de pince, permettent une ouverture en douceur de la pince, de sorte que le vissage des vis peut s'effectuer sans problèmes. La douille de manoeuvre peut servir en plus au guidage de l'arbre de transmission qui est relativement long et peut être monté rotatif dans La douille par des roulements à aiguilles. La douille est chargée en haut par un ressort de compression qui est dimensionné pour que, lorsque l'arbre de transmission est avancé, par exemple par le piston d'un vérin hydraulique, La douille accompagne convenablement ce mouvement de L'arbre de transmission, en assurant ainsi la manoeuvre des segments de pince. Afin de pouvoir ajuster l'appareil facilement, le porte-vis tubulaire est fixé par une bride à une plaque de réception stationnaire, avec interposition d'un manchon de réglage qui présente un filetage intérieur et dont la rotation permet de déplacer le porte-vis verticalement sur une distance d'environ 10 mm par exemple.Comme le porté-vis supporte sur sa partie avant les segments de pince montés. oscillants, ce deplacement vertical du porte-vis permet d'ajuster le point d'entrée en action de la douille de manoeuvre sur et par rapport aux segments de pince, ce qui permet de fixer exactement l'instant où les segments de pince sont écartés. Il est préférable que l'un des segments de pince soit équipé d'un capteur à fibre conductrice de lumière pour pouvoir contraler exactement si la vis amenée, à travers un tube d'amenée, est tombée convenablement dans une cuvette intérieure formée. par les becs des segments de pince. Le signal de sortie de ce capteur peut être utilisé en outre pour actionner un cône de serrage éventuellement prévu en supplément et dans lequel La vis peut etre saisie en plus, ce qui permet également le vissage dans une position autre que verticale, un vissage vers le haut par exemple. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue de côté partiellement en coupe d'un appareil selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en élévation partiellement en coupe axiale suivant la ligne I1-II de la figure 1 ; et - les figures 3 à 5 sont des coupes horizontales prises respectivement suivant-les lignes III-III, IV-IV et V-V de la figure 1. L'appareil visible sur les figures 1 et 2 pour l'amenée et le vissage automatiques de vis, possède dans sa partie supérieure une plaque de réception 10 au moyen de laquelle L'appareil est fixé par des vis non représentées à une commande d'avance 11. Cette dernière comporte intérieurement un engrenage non représenté à roues droites, qui transmet un mouvement de rotation produit par un organe d'entraînement en rotation 12 (figure 2) à un arbre creux 13. Celui-ci possède dans sa partie avant une cannelure dans laquelle s'emboîte un arbre de transmission 14 qui peut ainsi être entraSnX en rotation conjointement avec L'arbre creux 13. La position en hauteur de l'arbre de transmission 14, monté coulissant, est fixée par un vérin hydraulique 15 qui fait partie de la commande d'avance 11 et dont le piston agit sur la face d'extrémité de L'arbre 14.L'extrémité inférieure libre de ce dernier est conçue pour la fixation à cette extrémité d'un outil interchangeable 16 pour le vissage, par exemple sous forme d'une lame de tournevis. A la plaque de réception 10 est vissée en plus, par des vis traversant. une bride, une pièce tubulaire 17 qui est traversée par L'arbre creux 13 venant de la commande d'avance 11. Cette pièce tubulaire 17 présente, sous ladite bride solidaire d'elle, un filetage extérieur sur lequel un manchon 18 est vissé par un filetage interieur correspondant. Ce manchon, composé de deux demi-coquilles, présente dans sa partie inférieure une gorge annulaire interne dans laquelle sont logées des billes 19 qui sont en même temps logées en partie dans une gorge annulaire correspondante d'un porte-vis tubulaire 20. La partie inférieure de celui-ci présente des évidements oblongs mutuellement décalés de 1200 et dans lesquels sont reçus des segments de pince 21. Ces segments sont montés oscillants sur des axes formés par des chevilles 22 maintenues à l'intérieur du porte-vis 20.Les extrém,ités inférieures ou becs des trois segments 21 sont effilées et conformées pour pouvoir saisir une vis 23 - à visser dans une pièce - par sa tige. Les vis 23 sont amenées par un tube 24 fixé de façon réglable à un bras de support 25, Lui-même serré sur le porte-vis tubulaire 20. A l'extrémité supérieure du tube d'amenée 24 est raccordé un flexible 26 menant à un dispositif d'alimentation non représenté pour délivrer l'une après l'autre des vis 23 à visser dans des pièces. L'extrémité inférieure du tube d'amenée 24 pénètre à travers un evidement en biais dans la partie inférieure de la cavite entourée par le porte-vis tubulaire 20 et Les trois segments de pince 21, cavité dont le fond forme une cuvette 27 pour la reception des vis 23 arrivant par le tube 24. L'intérieur du porte-vis tubulaire 20 contient, en outre, une douille de manoeuvre 28, à travers de laquelle est guidé l'arbre de transmission 14. La douille 28 contient intérieurement, à distance l'un de l'autre, deux roulements à aiguilles 29 qui servent au montage en rotation de l'arbre de transmission 14 axialement déplaçable. La surface extérieure de la douille 28 et la surface intérieur du porte-vis 20 présentent chacune une rainure longitudinale et ces rainures reçoivent un certain nombre de billes 30 (voir figure 2) qui assurent l'accouplement en rotation de la douille 28 et du porte-vis 20 mais permettent à la douille 28 de sedéplacerpar rapport au porte-vis tubulaire 20.Dans la partie supérieure, un ressort de compression 31 est disposé en outre autour de l'arbre de transmission 14, ressort qui s'appuie d'un côté sur la douille 28 et de l'autre côté sur l'arbre creux 13. La douille 28 présente en bas une surface de manoeuvre conique ou biseau 32 qui, lorsque la douille est avancée, vient en contact avec un cône intérieur 33 formé par les trois segments de pince 21, ce qui provoque l'écartement de ces segments, montes oscillants. Le rappel des segments de pince 21 à leur position de départ s'effectue à L'aide d'éléments élastiques en caoutchouc 34, prévus sur des bouts formés par des prolongements arrière des segments de pince 21 et qui, lors du retrait de la douille 28, viennent en contact avec une surface de manoeuvre conique ou biseau 35 prévu à L'extrémité superieure de la douille.Par conséquent, le dépla-cement axial de la douille 28, par suite de l'action de l'un de ses deux biseaux 32 et 35, sur le cône intérieur 33 formé par les segments de pince 21 ou sur les élements élastiques en caoutchouc 34 prévus sur les bouts arrière des segments de pince 21, provoque l'écartement par force des segments et leur rappel par force. L'un des trois.segments de pince 21 prévus est muni de preference, dans la région de la cuvette réceptrice 27, d'un capteur à fibre conductrice de lumière, non représenté, par lequel peut être détecté le positionnement convenable de la vis 23 - amenée par le tube 24 - dans la cuvette 27 formée par les trois segments de pince 21. Le signal délivré par ce capteur peut être utilisé en plus pour commander un cône de serrage prevu à l'extrémité inférieure de la douille 28 et par lequel la tête de la vis 23 concernée peut être saisie de telle manière que la vis peut également être vissée dans une position qui diffère de la position de vissage verticalement vers le bas, par exemple de bas en haut. L'appareil pour l'amenée et le vissage automatiques de vis fonctionne comme décrit ci-après. Après que le dispositif d'alimentation non représenté a délivré une vis 23 qui a été amenée à travers le flexible 26 et le tube 24 jusque dans la cuvette réceptrice 27 formée par les trois segments de pince 21, et après que le positionnement convenable de la vis dans cette cuvette a éte constaté à l'aide du capteur à fibre conductrice de lumière, l'ensemble de l'appareil, qui peut être fixé à l'extrémité d'un bras de robot non représenté par exemple, est déplacé en direction de la pièce dans laquelle la vis 23 doit être vissée. Ensuite, l'appareil est abaissé, de sorte que la partie de tige de la vis 23 laissée libre par les segments de pince 21 est introduite dans le trou de la pièce en question. Après cela, la commande d'avance 11 est actionnée, avec transmission du mouvement de rotafionlide l'organe d'entraînement en rotation 12 par l'arbre creux 13 à l'arbre de transmission 14. Le vérin hydraulique 15 est commandé en même temps, de sorte que son piston fait descendre l'arbre de transmission 14 - monté coulissant - jusqu'à ce que l'outil de vissage 16 vienne en prise avec la tête de la vis 23 tenue par les segments 21.La poursuite de l'actionnement du vérin 15 et de l'avance de l'arbre de transmission 14 libère la douille 28, que le ressort de compression 31 fait avancer de manière que le biseau 32, par son action sur le cône interieur 33 des segments 21, provoque l'écartement de ces derniers, si bien que la vis 23 - contre laquelle est venu s'appliquer l'outil de vissage 16 - peut être vissée dans la partie taraudée du trou de La pièce en question. Les paramètres de serrage désirés, tels que le couple de serrage et/ou L'angle de rotation, sont régles au moyen de l'organe d'entrainement en rotation 12, prevu sur la commande d'avance 11. Après la fin de l'opération de vissage, l'ensemble de l'appareil est écarté de la pièce par son soulèvement et la commande du verin hydraulique 15 est coupée ou inversée, de manière que l'arbre de transmission 14, avec l'outil de vissage 16 fixé à son extrémité avant, soit retire. Il en resulte en même temps le retrait de la douille 28 dont le biseau supérieur 35 vient en contact avec les éléments élastiques en caoutchouc 34 prévus sur La partie arrière des segments de pince 21, ce qui provoque le rappel par force de ces segments 21, si bien que le dispositif d'alimentation peut faire avancer une nouvelle vis à travers le tube d'amenée 24 jusque dans la cuvette 27 formee par les trois segments de la pince. Le manchon 18 est constitue de deux demi-coquilles et sa rotation permet d'ajuster verticalement le porte-vis tubulaire 20, ce qui modifie en consequence la position du cône interieur 33 formé par les segments 21, de même que celle des éléments élastiques en caoutchouc 34 prévus sur les prolongements à l'arrière des segments 21. De cette manière, le moment d'entrée en action des biseaux 32 et 35 de la douille 28 peut être varié en vue d'un ajustement fin de l'oscillation des segments 21. Afin de pouvoir. remplacer de façon relativement simple l'outil de vissage 16 fixé à l'extrémité avant de l'arbre de transmission 14, le vérin hydraulique 15 est conçu de manière que son piston puisse être étendu sur une distance relativement grande Ainsi, on peut faire sortir l'extrémité avant de L'arbre 14, ensemble avec l'outil de vissage 16, de l'extrémité inférieure du porte-vis tubulaire 20, avec ses segments de pince 21, ce qui facilite l'accès à l'outil de vissage 16. REVENDICATIONS 1. Appareil pour l'amenée et le vissage automatiques de vis, comprenant un porte-vis tubulaire pour recevoir des vis l'une apres l'autre, ainsi qu'un arbre de transmission monté rotatif et longitudinalement coulissant dans le porte-vis et dont la partie avant est munie d'un outil de vissage adéquat, caractérisé en ce que le porte-vis tubulaire (20) est pourvu d'au moins trois segments de pince (21) mutuellement décalés angulairement et servant à saisir la tige d'une vis (23) à visser. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arbre de transmission (14), monté rotatif et longitudinalement coulissant, traverse une douille de manoeuvre (28) disposée longitudinalement coulissante mais empêchée de tourner, dont le côté extérieur présente des surfaces de manoeuvre (32, 35) qui produisent automatiquement l'ouverture et/ou la fermeture des segments de pince (21) lors du déplacement longitudinal de l'arbre de transmission (14). 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les segments de pince (21) sont montés oscillants sur des axes formes par des chevilles (22) à l'intérieur du porte-vis tubulaire (20). 4. Appareil selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la douille (28) présente sur sa partie avant une première surface de manoeuvre conique (32) qui, lors du coulissement de La douille (28), par son action sur un cône intérieur (33) formé par les segments de pince (21), provoque l'écartement par force des segments (21) et par suite la libération de la vis tenue, et que la douille (28) présente sur sa partie arrière une seconde surface de manoeuvre conique (35) qui, lors du retrait de la douille (28), par son action sur des prolongements à l'arrière des segments (21), provoque la compression par force des segments (21) et par suite leur rappel à la position de départ. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'action de la surface de manoeuvre conique (35) sur les prolongements à l'arrière des segments de pince s'exerce à L'aide d'éléments élastiques interposés en caoutchouc (34). 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la douille (28) est empêchée de tourner par des billes (30) logées dans des rainures longitudinales formées dans la surface extérieur de la douille (28) et dans la surface intérieure du porte-vis tubulaire (20). 7. Appareil selon L'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que l'arbre de transmission (14) est monté rotatif et guidé dans la douille (28) au moyen de deux roulements à aiguilles (29) placés à distance l'un de l'autre. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que la douille (28) est chargée en haut par un ressort de compression (31) dispose autour de l'arbre de transmission (14). 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le porte-vis tubulaire (20) est fixé réglable par rapport à une bride portée par une plaque de réception (10). 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le porte-vis (20) est monté rotatif dans un. manchon de réglage (18) par sa partie supérieure et au moyen de billes (19) guides dans des gorges annulaires, et que ce manchon (18) possède dans sa partie supérieure un filetage intérieur par lequel il est vissé sur une pièce (17) portant la bride solidaire de la plaque de réception (10). 11. Appareil selon l'une quelconque des revendications precedentes, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure de l'arbre de transmission (14) est montée coulissante, par une cannelure, dans un arbre creux (13) pouvant être entratné en rotation et que L'appareil comporte, en plus, un vérin hydraulique (15) dont le piston peut venir s'appliquer par sa face frontale contre L'extrémité de L'arbre de transmission (14). 12. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un support (25) susceptible d'être serré sur le porte-vis (20) et dans lequel un tube d'amenee (24), raccordé à un flexible (26), est fixé de façon réglable, le tube permettant l'amenée une à une de vis (23) jusque dans une cuvette de réception (27) prévue dans la partie avant des segments de pince (21). 13. Appareil selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'un des segments de pince (21) est muni d'un capteur à fibre conductrice de lumière qui sert à la detection du position nement convenable de la vis (23) dans la cuvette de réception (27). 14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en .ce qu'il comporte, en plus, dans la zone de la partie avant de la douille de manoeuvre (28), un cône de serrage destiné à saisir une vis (23) amenée et pouvant être actionné sous la commande d'un signal délivré par le capteur à fibreoptique.