Brevet FR2593109A1 — publié le 19870724

MAIN DE PREHENSION DE PIECES POUR BRAS DE ROBOT OU DE MANIPULATEUR La présente invention se rapporte à une main de préhension pour bras de robot ou manipulateur adaptée à engager par translation une pièce femelle sur une pièce mâle lors d'une opération d'assemblage. Les robots utilisés pour manipuler des pièces présentent une main de préhension à l' extrémité du bras. Dans les opérations d' assemblage où il faut introduire une pièce mâle dans une pièce femelle s' alustant avec des tolérances serrées, on constate, au début de l'introduction de la pièce mâle dans la pièce femelle, que les axes des deux pièces ne sont pas parfaitement alignés ou sont décalés. Il faut prévoir, au niveau de la main ou du poignet, un mécanisme pour corriger les défauts d' alignement de la pièce manipulée et de la pièce associée de l' assemblage. On connatt délà des poignets compliants se montant en bout d' un bras de robot et capables d' absorber les défauts d' alignement des pièces au moment de 1' assemblage. La présente invention a pour but de fournir une main de préhension de type compliant. Elle est adaptée pour mettre en place une pièce femelle (alésage) sur une pièce mâle (arbre) s' alustant avec les tolérances précises. Elle permet de manipuler des pièces de poids relativement élevés (environ dix kilos). La main de préhension selon l'invention comporte un coulisseau mobile qui porte par l'intermédiaire d' une articulation un organe de prise des pièces qui est guidé sur un support de fixation fixé au bras et elle est caractérisée par le fait que l' articulation reliant l'organe de prise et le coulisseau est constituée par un cardan et que l' organe de prise présente des pièces d' appui et centrage coopérant avec des pièces d' appui et centrage du support de manière que ledit organe soit centré lorsque le coulisseau est en position basse et soit libre lorsque le coulisseau est soulevé, ledit coulisseau étant guidé selon 1' axe d'assemblage, sur le support. Selon une caractéristique, le cardan comporte une couronne intermédiaire réunie au coulisseau et à l' organe de prise par des articulations autorisant une liberté de mouvement axiale. Selon une caractéristique, I'organe de prise présente des doigts de saisie manoeuvrés par un vérin. Selon une autre caractéristique, la main présente une broche de centrage guidée de manière à coulisser selon l' axe d' assemblage dans l' organe de prise. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés sur lesquels : - la figure l est une vue d'ensemble de la main selon l'invention montée à l' extrémité d' un bras de robot. - la figure 2 est une coupe verticale de la main. - la figure 3 est une coupe selon III-III de la figure 2. - la figure 4 est une vue suivant F de la figure 2. En se référant aux dessins, la main de préhension désignée dans son ensemble par la référence 3 se monte à a' extrémité d'un bras 2 de robot connu en soi. La main 3 est destinée à prendre une pièce 11 prélevée sur une aire de stockage ou un convoyeur. Le robot déplace la main pour qu' elle saisisse la pièce femelle 11, la déplace au dessus d'une pièce mâle 12 et l'introduise sur cette pièce mâle selon l'axe d1 assemblage 13. La main comporte un support de fixation 4 qui est fixé à 1' extrémité du bras 2. Ce support guide rectilignement un coulisseau 5. A cet effet le coulisseau est constitué par deux plaques 52 et 53 reliées par deux colonnes verticales de guidage 51 qui coulissent dans des douilles du support 4. Un organe 6 de prise des pièces est suspendu au coulisseau 5 par 1' intermédiaire d' un cardan 7. Le cardan comporte une couronne intermédiaire 71 qui est articulée par deux vis-axes 72 à une pièce solidaire du coulisseau de manière à osciller autour d' un axe transversal à I' axe 13. La couronne 71 est articulee par deux vis-axes 73 à une noix centrale 62 de r organe de prise 6 de manière que celui-ci puisse osciller autour d' un axe transversal à l'axe défini par les deux vis-axes 72. Les axes d' articulation 72 et 73 autorisent une liberté de mouvement axiale de l'organe de prise 6. Ainsi la couronne 71 peut débattre selon les axes d' articulation, le centrage étant assuré par des ressorts. L'organe de prise 6 comporte des doigts de saisie 61 qui passent dans un logement de la noix 62 et s'étendent en saillie de manière à s' appliquer. contre un alésage de la pièce 11 à manipuler. Ces doigts 61 sont manoeuvrés par un vérin 63. L'organe de prise 6 présente des segments de centrage et d' appui 64 qui coopèrent avec des segments de centrage et d'appui 41 fixés au support 4. Ces segments 64 et 41 présentent des portées coniques centrées sur l'axe 13. Lorsque 1' ensemble coulisseau-organe de prise est en position basse, les segments 64 s' appuient contre les segments 41. Lorsque 1' ensemble coulisseau-organe de prise est en position haute, I' organe de prise 6 est simplement suspendu au coulisseau par le cardan 7. La main comporte une broche de centrage 81 coaxiale à 1' axe d'assemblage 13. Cette broche est guidée de manière à coulisser selon 1' axe 13, dans la noix 62. Elle passe entre les doigts 61 qui sont donc disposés à sa périphérie. Cette broche est manoeuvrée en translation par un vérin 82 dont le cylindre est fixé à l'arrière de l'organe de prise 6 et dont la tige 83 est accouplée par une noix à la broche. Cette dernière présente, du côté de son extrémité libre, un logement de centrage 811 à entrée conique destiné à s'emboîter sur l'extrémité de 1' axe 121 de la pièce appariée 12 de manière à centrer la main par ranport ladite pièce 12. Le fonctionnement du dispositif va maintenant être expliqué. La pièce il à manipuler est accrochée à la main par les doigts 61 engagés dans l'alésage de la pièce. Le bras du robot positionne l'axe d'assemblage 13 de la main se nsiblement à la verticale de 1' axe de la pièce 12. a broche 81 est déplacée par le vérin 82 de manière à sortir et à s'engager sur l'extrémité de l'axe de la pièce 12. Le bras portant la main descend ce qui soulève l'ensemble coulisseau-organe de saisie par rapport au support de fixation 4. Les segments 64 se soulèvent par rapport aux segments 41 en libérant I' organe de prise 6 par rapport au coulisseau 5. Cette libération permet l'oscillation de 1' organe de prise 6 autour du centre d' oscillation du cardan ainsi que les mouvements horizontaux. L' organe de prise 6 descend pour faire descendre la pièce 11 sur la pièce 12. Simultanément la broche de centrage 81 rentre en étant soulevée par rapport au coulisseau. Il est bien entendu que 1' on peut sans sortir du cadre de 1' invention imaginer des variantes et des perfectionnements de détails et de même envisager l'emploi de moyens équivalents. REVENDICATIONS I. Main de préhension pour bras (2) de robot ou manipulateur adaptée à engager par translation une pièce femelle (11) sur une pièce mâle (12), comportant un coulisseau (5) mobile qui porte par l'intermédiaire d' une articulation (7) un organe de prise (6) des pièces qui est guidé sur un support de fixation (4) fixé au bras, caractérisée par le fait que I' articulation (7) reliant 1' organe de prise (6) et le coulisseau (5) est constituée par un cardan et que 1' organe de prise (6) présente des pièces d' appui et centrage (64) coopérant avec des pièces d' appui et centrage (41) du support de manière que ledit organe (6) soit centré lorsque ledit coulisseau (5) est en position basse et soit libéré lorsque ledit coulisseau (5) est soulevé, ledit coulisseau étant guidé, selon 1' axe d' assemblage, sur le support. 2. Main selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le cardan (7) comporte une couronne intermédiaire (71) réunie au coulisseau (5) et à I' organe de saisie (6) par des articulations (72, 73) autorisant une liberté de mouvement axiale. 3. Main selon l' une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que 1' organe de prise (6) présente des doigts de saisie (61) manoeuvrés par un vérin (63). 4. Main selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte une broche de centrage (81) guidée de manière à coulisser selon l' axe d' assemblage dans 1' organe de prise (6). 5. Nlain selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la broche de centrage (81) passe entre les doigts de saisie -(61). 6. Main selon 1' une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le coulisseau (5) présente des colonnes de guidage (51) guidées rectilianement dans le support de fixation (4). 7. Main selon 1' une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la broche (81) présente, du côté de son extrémité libre, des moyens de centrage (811) destinés à centrer la main sur la pièce (12) recevant la pièce manipulée. 8. Main selon l' une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les moyens de centrage (811) sont constitués par un logement (811) à entrée conique destiné à s'emboîter sur un axe de la pièce appariée. 9. Main selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les pièces d' appui et de centrage (64, 41) de l'organe de prise (6) et du support (4) sont constituées par des segments présentant des portées coniques.