Brevet FR2602990A1 — publié le 19880226

La présente invention concerne un dispositif pour saisir, respectivement libérer, automatiquement un support d'outil par un robot industriel. On connaît déjà, par le document DE-PS-3 421 452, un 5 dispositif pour saisir, respectivement libérer, automatiquement un support d'outil par un robot industriel, dont le dernier organe d'entraînement est muni d'un élément de raccordement pour une partie d'accouplement pour la fixation d'un organe de prise ou analogue, l'élément de rac10 cordement et la partie d'accouplement étant guidés l'un vers l'autre dans l'état proche l'un de l'autre par l'intermédiaire d'un organe de sécurité et étant reliés, l'un à l'autre, dans l'état accouplé, par l'intermédiaire d'accouplements à fiches énergétiques, et, dans l'élément 15 de raccordement, une bague pouvant tourner munie de dents-balonnette est susceptible de coopérer avec des dents correspondantes d'un organe de verrouillage de la partie d'accouplement. Dans ce dispositif, la rotation nécessaire pour assembler les parties d'accouplement est 20 obtenue, de façon coûteuse, par rotation du dernier axe de rotation du robot industriel. Cet axe de rotation n'est cependant pas toujours nécessaire, par exemple quand des pièces doivent être seulement "dépalettisées" à l'aide de l'organe de prise ou transportées d'une palette à une machine de travail. Pour cela, un robot à portique convient. La présente invention a pour but de perfectionner le dispositif de l'art antérieur, de sorte que le couplage des parties à relier soit simplifié. A cet effet, le dispositif, du type indiqué cidessus, est remarquable, selon l'invention, en ce que la bague est munie d'une roue à denture hélicoidale coaxiale pour une vis sans fin entraînée par un moteur de verrouillage et est montée, en même temps que le mécanisme de commande, dans un bottier de l'élément de raccordement. Le moteur de verrouillage peut être très petit et, ainsi, économique, du fait que, contrairement au dispositif connu, il n'entraîne pas un axe d'un robot industriel mais seulement un élément d'accouplement, et peut être monté directement sur l'élément de raccordement par 15 l'intermédiaire d'un accouplement de surcharge. Pour éviter une libération involontaire de la liaison et, ainsi, augmenter la sécurité, sur un arbre du moteur de verrouillage peut être fixée une roue dentée de sécurité pour un cliquet d'arrêt actionnable par un appareil 20 de poussée. Pour actionner la liaison même lors d'une panne d'électricité, l'arbre peut être muni latéralement d'un évidement susceptible de coopérer avec un outil. Selon une autre caractéristique de l'invention, dans l'élément de raccordement sont disposés, sur un arc de cercle, des interrupteurs de proximité pour une patte de signalisation prévue sur la bague rotative. Les interrupteurs de proximité signalent la réalisation, ou la libé- ration, de la liaison à la centrale de commande et libèrent ainsi le robot industriel pour le déplacement prévu suivant. Selon encore une autre caractéristique de l'inven5 tion, dans la partie d'accouplement, sont prévus un ou plusieurs raccords pour l'ouverture de soupapes de moyen de pression dans l'élément de raccordement. En utilisant deux des passages de milieu de pression indiqués dans la liaison élément de raccordement/partie d'accouplement, 10 aucune soupape de commande de travail n'est nécessaire sur les différents organes de prise pouvant être accouplés. Celles-ci seraient alors dans la zone de travail directe et pourraient gêner. Les soupapes de commande de travail peuvent être disposées en des emplacements appro15 priés du robot industriel. En utilisant quatre ou plus passages de milieu de pression, deux ou plus modules de préhension peuvent être actionnés indépendamment l'un de l'autre. Pour que le robot industriel puisse recevoir égale20 ment indépendamment plusieurs différents organes de prise, pièces ou outils, à l'aide du dispositif de l'invention, ceux-ci sont disposés sur une plaque- magasin. Pour la réception automatique, l'organe de verrouillage, pouvant être reçu par la bague rotative, présente, sur sa 25 plaque de liaison à l'organe de prise ou analogue, à sa périphérie, deux alésages opposés pour des broches, qui sont guidées de façon mobile dans l'organe de prise contre la force de ressorts dans la direction d'accouplement par pressage de l'élément de raccordement, et la plaque-magasin présente plusieurs échancrures périphériques pour des plaques de base des organes de prise et des évidements opposés pour les broches, se raccordant aux échancrures. Par ailleurs, les broches avec rondelles de sécurité sont guidées dans des douilles entourant les ressorts. Selon une autre caractéristique de l'invention, les 10 broches présentent, sur leurs côtés opposés, des évidements pour les extrémités des échancrures, en saillie des évidements. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la plaque-magasin présente des décrochements entou15 rant les échancrures pour les épaulements externes de la plaque de liaison de la partie d'accouplement et de la plaque de base de l'organe de prise. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, 20 des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est la coupe selon la ligne I-I de la figure 3. La figure 2 est la coupe selon la ligne II-II de la 25 figure 3. La figure 3 est une vue de dessous du dispositif selon l'invention, en partie en coupe. La figure 4 est une vue de dessous d'un outil de prise pouvant être accouplé. La figure 5 est une coupe de la partie d'accouplE du dispositif selon l'invention. La figure 6 est une vue de côté de la partie d'ai plement avec organe de préhension. La figure 7 est la vue selon la flèche X de la f: ement zcou- igure 1. La figure 8 est la coupe selon la ligne VIII-VIII de 10 la figure 6, sans organe de préhension. La figure 9 est la coupe selon la ligne IX-IX de la figure 6. La figure 10 est la coupe selon la ligne X-X de la figure 3, avec une fiche femelle. La figure 11 montre le connecteur adapté à la figure 10. La figure 12 montre une partie d'une plaque-magasin. La figure 13 montre le détail "Z" de la figure 12 à plus grande échelle. La figure 14 est la coupe selon la ligne XIV-XIV de la ligne 13. Des lignes de liaison 4, des conduites de milieu de pression 5 et des lignes de commande 6 sont reliées à l'élément de raccordement 1 pour une partie d'accouple25 ment 2, pour le raccordement d'un organe de prise 3. Le dispositif de l'invention est actionné par un moteur de verrouillage 7, qui, par l'intermédiaire d'un accouple- ment 8, entraîne un arbre 9 ayant une vis sans fin 10, et une roue à denture hélicoidale 11, comme on peut le voir sur la figure 3. La figure 1 montre que la roue 11 constitue une par5 tie d'un manchon tournant 12, qui comprend une bague 13 munie de dents-balonnette 14. Après la descente de l'élément de raccordement 1 sur la partie d'accouplement 2 montrée sur la figure 5, la bague 13 est tournée et ses dents 14 s'engagent sous des dents correspondantes 15 de 10 l'organe de verrouillage 16 qui présente un passage 17. Le manchon tournant 12 est monté dans un boîtier 19 par l'intermédiaire de paliers à rouleaux 24, lequel boîtier 19 est entouré par un carter 20 de l'élément de raccordement 19. L'élément de raccordement 1 présente, au-dessus de la surface annulaire de l'organe de verrouillage 16, un interrupteur de proximité 21, qui, par l'intermédiaire de sa ligne de liaison 4, indique à un calculateur la mise en place de l'organe de verrouillage 16 dans la bague 13. 20 Lors de la rotation de la bague 13, la patte courbée de signalisation 23 qui y est fixée arrive sous d'autres interrupteurs de proximité 22 et 22a, dont les signaux sont transmis par l'intermédiaire des lignes de liaison 4a. Les interrupteurs de proximité 21, 22 et 22a sont 25 fixés à des supports 57. L'organe de verrouillage 16 présente une bride 18 pour le vissage d'une plaque de liaison standard 25, qui, par son épaulement externe 26, peut être insérée dans les ouvertures de la plaque-magasin 43 montrée sur la figure 12 et qui présente un évidement interne 27 pour le raccordement de l'organe de prise 3 montré sur la figure 9. La plaque de liaison 25 présente de plus un raccord 28 pour la soupape 29 montrée sur la figure 1, qui est raccordée à la conduite de milieu de pression 5 déjà indiquée. Le raccord 28 ouvre la soupape 29 lors de la mise en place de l'élément de raccordement 1 sur la partie d'accouplement 2. En outre, la plaque de liaison 25 porte des broches 30, que l'on peut voir sur les figures 6, 8 et 9, qui permettent, par l'intermédiaire des douilles 31 (figure 2), la jonction et le centrage de l'élément de raccordement 1 et de la partie d'accouplement 2. Pour éviter une jonction erronée, une des deux broches 30 présente des côtés aplatis. La plaque de liaison 25 présente de plus, sur sa face supérieure, deux récepteurs 32 pour des connecteurs 33. montés flottants ayant des fiches mâles 34 échangeables pour des lignes électriques et deux 20 broches de centrage 35. Pour cette fiche mâle 34 visible sur la figure 11, l'élément de raccordement 1 présente deux fiches femelles 36 visibles sur la figure 10. La position des connecteurs 33 sur la plaque de liaison 25 est visible sur les figures 3 et 4. La figure 3 montre également un dispositif, grâce auquel un déverrouillage involontaire est empêché. Pour cela, l'arbre 9 présente une roue dentée de sécurité 37, dans les entredents de laquelle s'engage un cliquet d'arrêt 39, sollicité par ressort, qui est monté pivotant sur une vis 40. Lors de l'actionnement du dispositif de l'invention, le cliquet d'arrêt 39 est pivoté en arrière 5 par un aimant de traction 38 contre la force du ressort. L'arbre 9 présente, à l'extrémité de la douille de guidage de la roue dentée de sécurité 37, un évidement 41, pour le faire tourner, à l'aide d'un outil insérable par un alésage 42 du carter 20, lors d'une panne d'électrici10 té ou d'un autre problème. Pour munir plusieurs parties d'accouplement 2 de différents organes de prise 3, une plaque-magasin 43, montrée sur les figures 12 à 14, se trouve dans la zone de travail du robot industriel. Elle présente plusieurs échancrures périphériques 44, qui, à chaque fois, comportent un épaulement 45 (figure 14) pour la réception de l'épaulement externe 26 de la plaque de liaison 25. Pour empêcher que la partie d'accouplement 2 ne sorte involontairement de l'échancrure 44, celle-ci présente, près du 20 bord de la plaque-magasin 43, deux évidements 46, dont l'un est montré à plus grande échelle sur la figure 13. Dans les deux évidements 46 de l'échancrure 44, s'engagent des broches 47, qui sont guidées dans des alésages 49 de la plaque de base 3a de l'organe de prise 3 et de 25 la plaque de liaison 25. Chaque broche 47 est maintenue, par un ressort 51, vers le haut à travers l'alésage 49 de la plaque de liaison 25. De plus, à l'extrémité inférieu- re des broches 47, sont prévues des rondelles de sécurité 47a pour les broches. Les rondelles de sécurité 47a s'engagent dans les douilles 50 audessous de la plaque de base 3a de l'organe de prise. Lors de la mise en place de l'élément de raccordement 1 sur la partie d'accouplement 2, le carter 20 presse les broches 47 vers le bas, jusqu'à ce que l'évidement 48 de celles-ci (figure 14) arrive au niveau de l'évidement 46. Alors, l'organe de prise 3 peut être retiré latéralement de l'échancrure 44 de la 10 plaque-magasin 43, les évidements 48 des broches 47 glissant vers les extrémités 44a de l'échancrure 44. En présence de la partie d'accouplement 2 dans la plaque-magasin 43, des butées réglables 52 de la plaque de base 3a de l'organe de prise 3 pressent contre un commutateur 53, fixé à la plaque-magasin 43 (figure 9), qui signale la présence de l'organe de prise 3 à la centrale de commande. Pour recevoir la partie d'accouplement 2 avec son organe de prise 3, le robot industriel avec son élément 20 de raccordement 1 se déplace audessus de la partie d'accouplement 2 se trouvant dans la plaque-magasin 43. L'élément de raccordement 1 est alors abaissé, par quoi: 1 - les broches 30 pénètrent dans les douilles 31, 2 - l'organe de verrouillage 16 avec les dents 15 pénè25 tre dans la bague 13 avec les dents-balonnette 14, 3 les broches de centrage 35 et les fiches males 34 des connecteurs 3 pénètrent dans les fiches femelles 36, 4 - les deux raccords 28 ouvrent les soupages 29, - le carter 20 de l'élément de raccordement 1 libère les broches 47 avec leurs évidements 48. Lors de cette approche de l'élément de raccordement 1 5 vers la partie d'accouplement 2, l'organe de verrouillage 16 actionne l'interrupteur de proximité 21, qui signale la mise en place réalisée à la centrale de commande, qui provoque alors la mise en route du moteur de verrouillage 7. Celui-ci fait tourner alors, par l'intermédiaire de la 10 vis sans fin 10 et de la roue à denture hélicoidale 11, le manchon rotatif 12, ainsi qu'également la bague 13, par quoi les dents 14 de celle-ci arrivent sous les dents 15 et les surfaces inclinées de celles-ci pressent l'une sur l'autre. La patte 23 fixée à la bague 13 parvient sous l'interrupteur de proximité 22, qui signale la rotation réalisée, et permet au robot industriel de retirer la partie d'accouplement 2 avec l'organe de prise 3 de l'échancrure 44 de la plaque-magasin 43. Lors du déverrouillage du dispositif, la patte 23 arrive sous un autre 20 interrupteur de proximité 22a, qui signale la libération effectuée. Les dents 14 et les dents 15 ont un angle de pente d'environ 6 . Ainsi, l'état de surface des surfaces de glissement est tel que la liaison se trouve encore dans 25 le domaine du blocage automatique. Comme on peut le voir sur la figure 3, trois dents 14 et trois dents 15, ayant une extension angulaire quelque peu inférieure à 60 , sont prévues. La plaque de liaison 25 et la plaque de base 3a de l'organe de prise sont reliées l'une à l'autre par les vis 55 (figure 4). L'organe de prise 3 est centré sur la plaque de base 3a et fixé par des vis 56 (figure 9). REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour saisir, respectivement libérer, automatiquement un support d'outil par un robot industriel, dont le dernier organe d'entraînement est muni d'un élément de raccordement pour une partie d'accouplement pour la fixation d'un organe de prise ou analogue, l'élément de raccordement et la partie d'accouplement étant guidés l'un vers l'autre dans l'état proche l'un de l'autre par l'intermédiaire d'un organe de sécurité et étant reliés, l'un à l'autre dans l'état accouplé, par 10 l'intermédiaire d'accouplements à fiches énergétiques, et, dans l'élément de raccordement, une bague pouvant tourner munie de dentsbalonnette est susceptible de coopérer avec des dents correspondantes d'un organe de verrouillage de la partie d'accouplement, caractérisé en ce que la bague (13) est munie d'une roue à denture hélicoidale coaxiale (11) pour une vis sans fin (10) entraînée par un moteur de verrouillage (7) et est montée, en même temps que le mécanisme de commande, dans un boîtier (19) de l'élément de raccordement (1). 20 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, entre le moteur de verrouillage (7) et la denture (10, 11), est disposé un accouplement de surcharge (8). 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, sur un arbre (9) du moteur de verrouillage (7), est fixée une roue dentée de sécurité (37) pour un cliquet d'arrêt (39) actionnable par un appareil de poussée (38). 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la roue dentée de sécurité (37) fixée sur l'arbre (9) est munie, dans sa douille de guidage, d'un évidement (41) susceptible de coopérer avec un outil. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans l'élément de raccordemment 10 (1), sont disposés, sur un arc de cercle, des interrupteurs de proximité (21, 22) pour une patte de signalisation (23) prévue sur la bague rotative (13). 6 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans la partie d'accouplement (2), 15 sont prévus un ou plusieurs raccords (28) pour l'ouverture de soupapes (29) de moyen de pression dans l'élément de raccordement (1). 7 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de verrouillage (16), pou20 vant être repu par la bague rotative (13), présente, sur sa plaque de liaison (25) à l'organe de prise (3) ou analogue, à sa périphérie, deux alésages opposés (49) pour des broches (47), qui sont guidées de façon mobile dans l'organe de prise (3) contre la force de ressorts (51) 25 dans la direction d'accouplement par pressage de l'élément de raccordement (1), et en ce qu'une plaque-magasin (43) présente plusieurs échancrures périphériques (44) pour des plaques de base (3a) des organes de prise (3) et des évidements opposés (46) pour les broches (47) se raccordant aux échancrures (44). 8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les broches (47) avec rondelles de sécurité (47a) sont guidées dans des douilles (50) entourant les ressorts (51). 9 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les broches 47 présentent, sur leurs côtés opposés, des évidements (48) pour les extrémités (44a) des échancrures (44), en saillie des évidements (46). - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la plaquemagasin (43) présente des 15 décrochements (45) entourant les échancrures (44) pour les épaulements externes (26) de la plaque de liaison (25) de la partie d'accouplement (2) et de la plaque de base (3a) de l'organe de prise (3).