Brevet FR2642130A3 — publié le 19900727

FR 2642130 A3 19900727 FR 8902057 A 19890123 La présente invention concerneun alsposlllv ae tranfert à commande mécanique effectuant un cycle de 2 mouvements rectilignes verticaux et un mouvementrectiligne horizontal. Ce- dispositif auquel on aura fixé un moyen de préhension ou de dépose sur son mouvement rectiligne vertical pourra être utilisé comme manipulateur. Les dispositif de transfert actuel sont composés en ce qui concerne leur commande :d'automates programmables, de séquenceurs, de-relais, de fins decourse pour commander et gérer l'ordre de leurs mouvements. En ce qui concerne la réalisation du mouvement de vérins pneumatiques qui sont assistés généralement d'amortisseurs hydraulique pour absorber leurs énergie cinétique en fin de course, de servos-moteurs équipés de variateurs pour maitriser les accélérations et décélérations des mouvements qu'ils engrendrent. Le dispositif selon l'invention évite l'emploi de ces techniques. Tant pour sa commande que pour sa puissance il ne fait appel qu'a' l'énergie et au mouvement de rotation d'un moteur électrique ou pneumatique dont la vitesse, le couple, la puissance seront à considérer suivant les conditions d'utilisation. Le moteur animé d'un mouvement de rotation uniforme entraîne par l'intermédiaire d'un couple conique un plateau manivelle n Pi ", où est fixé un maintenon " Ml " qui décrit une trajectoire circulaire dont le centre est celui du plateau manivelle " PI ". Durant sa révolution de 3600, le maintenon " M1 " provoque succés- sivement la rotation de 3 croix de Malte "CMl ", " CM2 't, " CM3 " à 4 indexages dont les axes de rotation sont positionnés sur un diamètre dont le centre est celui du plateau manivelle " P1 " et espacés de 120 l'un de l'autre. Le rayon d'une croix de Malte est proportionnel au rayon " R 1' que forme le centre dumaintenon "Mi " avec le centre do plateau manivelle "P1". Le diamètre du maintenon nMI " est égal à la largeur de la fente d'une croix de Malte. Le diamètre de positionnement des centres de rotation des3 croix de Malte est égal à sinus 45 . 2R de Malte est égal à sinus 45 - Chaque croix de Malte est associée à un mouvement - la croix de Malte " CMI " réalise le mouvement rectiligne vertical de descente. - la croix de Malte " CM2 " réalise le mouvement rectiligne vertical de montée. - la croix de Malte " CM3 " réalise le mouvement rectiligne horizontal aller ou retour. Le détail des éléments qui réalisent ces mouvements seront exposés en détail dans la description des dessins. Un cycle est la rotation de 3600 du plateau manivelle " P1 ", pour qutun point lt A " revienne à son point de départ, il est nécessaire d'effectuer deux cycles. Description d'un cycle Le maintenon " M1" 1' réalise d'abord un angle de 300 à vide avant d'entraîner la croix de Malte " CMî ". Lorsque le maintenon " Ml " entrasse la croix de Malte " CM1 " sur 50 , cette dernière effectue sur elle-meme une rotation de 900, provoquant par l'intermédiaire d'un amplificateur " AP2 " une rotation de 1800 d'un plateau manivelle " P2 " équipé d'un maintenon " M2 " entraînant une coulisse " C2 " réalisant la descente du mouvement rectiligne vertical. Lorsque le maintenon " MI n a quitté la croix de Malte "CM1", ", il effectue de nouveau une rotation de 300 à vide avant d'entratner la croix de Malte " CM2 ". Lorsque le maintenon " M1 " entraîne la croix de Malte " CM2 "sur (00, cette dernière effectue sur elle-même une rotation de 0, provoquant par l'intermédiaire de l'amplificateur " AP2 " une rotation de 1800 du plateau manivelle " P2 " équipé d'un maintenon " M2 " entratnant la coulisse " C2 " réalisant la remonté du mouvement rectiligne vertical. Lorsque le maintenon "Mi " a quitté la croix de Malte "CM2 ", il effectue de nouveau une rotation de 300 à vide avant d'entraîner la croix de Malte " CM3 ". Lorsque le maintenon " M1 " entrasse la croix de Malte " CM3 " sur iG , cette dernière effectue sur elle-même une rotation de 9t;O, provoquant par l'intermédiaire d'un amplificateur " AP3 " une rotation de 180 d'un plateau manivelle " P3 " équipé d'un maintenon " M3 n coulissant dans une lumière usinée sur le bâti fixe de l'ensemble, permettant ainsi l'entratnement du mouvement rectiligne horizontal, par l'intermédiaire d'mi chariot guidé suivant 2 colonnes fixées sur le bâti fixe. Sur le chariot est fixé le mouvement rectiligne vertical. Lorsque le maintenon "M1 " a quitté la croix de Malte " CM3 ", il a effectué une trajectoire circulaire de 360 soit 1 tour, revenant ainsi à son point de départ. Lorsque le maintenon " Mi " entraînant une croix de Malte décrit un angle t' " par rapport au centre du plateau manivelle " P1 ". La croix de Malte décrit par rapport à son centre de rotation un anglc 5 dont la valeur est égale à la tangeante ( i - cosinus j 1 - sinus Les Particularités caractérisant le dispositif sont les suivantes - que l'ordre de translation des mouvements rectilignes verticaux et horizontaux est réalisé mécaniquement par rotation d'un plateau manivel le n P1 " dont le maintenon " Mi" en décrivant sa trajectoire circulaire entraîne successivement sur 900 en leur faisant- effectuer une rotation de 900 sur eux-même, 5 croix de Malte " CMi - CM2 - CM3 " à 4 indexages, dont les centres de rotation sont positionnés à 1200 l'un de l'autre sur un même diamètre " D " dont le centre est celui du plateau manivelle "P1". "2 R" Lavaleur du diamètre " D " est égale å () 2 R )) . Sachant que" R t' sinus 450 est la valeur de la distance du centre du plateau manivelle " Pi " du centre du manitenon "Ml ". -qu'une période de temps mort entre chaque mouvement est réalisé par le positionnement des cefltres'rotation des 3 croix de Malte " CMî - 0M2 CM3 n et par leur angle d'indexage qui a une valeur de 90 . Cette période de temps mort (ou à vide)est de 300. - que la commande et le déroulement d'un mouvement rectiligne sont synchronisés car ils sont réalisés par les mêmes organes au même moment. - que chaque mouvement rectiligne dispose de sa propre commande. La croix de Malte " CM1 " réalise le mouvement rectiligne vertical de descente. La croix de Malte " CM2 " réalise le mouvement rectiligne vertical de montée. La croix de Malte n CM3 n réalise le mouvement rectiligne horizontal aller ou retour. - que le cycle est défini par les associations des croix de Malte aux mouvements rectilignes. . l tour du plateau manivelle n P1 tw = icycle soit une descente + une montée du mouvement rectiligne vertical + 1 aller du mouvement rectiligne horizontal. 2 tours du plateau manivelle n P1 " = 2 cycles soit une descente + une montée du mouvement rectiligne vertical + laller du mouvement rectiligne horizontal + une descente + une montée du mouvement rectiligne vertical ±1 retour du mouvement rectiligne horizontal. - que les mouvements rectilignes horizontaux et verticaux sont à déplacement sinusoidal provoqué par le dispositif, coulisse à plateau manivelle ou manivelle à coulisse. Le mouvement sinusoïdal que le plateau manivelle transmet à la coulisse gère lui meme ses accélérations et décélérations de cette dernière sans nécessité d'amortisseur de fin de course. La présentation des dessins, illustre les particularités qui caractérisent le dispositif. Présentation générale. La figure 1 représente ensemble du dispositif en vue de face. La figure 2 représente l'ensemble du dispositif en vue de dessus. La figure 3 représente en coupe 11 ensemble du boitier de commande en vue de face. La figure 4 représente en coupe la vue de dessus du boitier de commande au niveau des éléments de commande. La figure 5 représente en coupe la vue de dessus du boitier de commande au niveau de l'amplificateur du mouvement rectiligne vertical. La figure 6 représente en coupe la vue de dessus du boitier de commande au niveau du renvoi d'angle du mouvement rectiligne vertical, de l'amplificateur du mouvement rectiligne horizontal. La figure 7 représente en coupe la vue de dessus du boitier de commande au niveau des axes de guidage du chariot du mouvement rectiligne horizontal. La figure 8 représente en coupe la vue de gauche du boitier de commande La figure 9 représente en coupe la vue de face du mouvement rectiligne vertical. La figure 10 représente en coupe la vue de gauche du mouvement rectiligne vertical. La figure 11 représente la vue de dessus du mouvement rectiligne vertical. Présentation détaillée. La figure 1 représente ltensemble du dispositif en vue de face. (38) est un élément mobile du mouvement rectiligne vertical, sur lequel sera fixé le moyen de préhension ou d'assemblage. (1)- (2) - (3 ) - (21) - ( 26) sont des éléments du boitier de commande. (43) - (44) - (50) représentent le bâti fixe. (50) - (44) sont les 2 des 4 pieds de fixation de ltensemble, la hauteur n H " de ces éléments sera définie suivant l'utilisation. La figure 2 représente l'ensemble du dispositif en vue de dessus. (46) et (47) sont les colonnes de guidage où coulisse le chariot (8) du mouvement rectiligne horizontal, ces colonnes sont fixées aux brides (45) et (48) qui sont elles même fixées à la coulisse fixe (43) qui repose sur(44) et (o). Sur la coulisse fixe (43) est usinée une lumière où coulisse le maintenon " > 13 " (25) lorsque le plateau manivelle " P3 "- (4) effectue sa rotation, provoquant ainsi le déplacement du chariot (8) du mouvement rectiligne horizontal. Il est à spécifié que le maintenon " M3 " (25) peut avoir ou non un mouvement relatif sur lui même par rapport à (4), pour des problèmes d'inertie un verrouillage peut-être exécuté au niveau du plateau manivelle (4). (31) représente le limiteur de course du mouvement rectiligne vertical. La figure 3 représente en coupe l'ensemble du boitier de commande en vue de face. La figure 4 représente en coupe l'ensemble de boitier de commande en vue de dessus au niveau des éléments de commande. La figure 8 représente en coupe l'ensemble du boitier de commande en vue gauche. L'ensemble du boîtier de commande est constitué de 7 parties principales. - le coffret. - la motorisation. - la commande du mouvement rectiligne vertical de descente. - la commande du mouvement rectiligne vertical de montée. - l'amplificateur du mouvement rectiligne vertical. - la commande et l'amplificateur du mouvement rectiligne horizontal aller ou retour. - le chariot du mouvement rectiligne horizontal. Le coffret Son r8le est de protéger le mécanisme, de servir d'embase aux différents constituants. Il se présente sous la forme d'un parallélepipède construit; En sa partie supérieure de la plaque (3 ) où sera fixé le moteur et les paliers de guidage des arbres. En partie inferieur de la plaque (26) fixée au chariot (8) du mouvement rectiligne horizontal, où sont fixés les paliers de guidage des arbres. Sur les cotés par un cadre de 4 plaques (19)- (20)- (21)- (22) régidifiant l'ensemble. Sur la plaque (20) sera fixé le mouvement rectiligne vertical. Le parallélepipède sera divisé en deux à l'intérieur par la plaque (23) séparant la motorisation et l'amplificateur du mouvement rectiligne horizontal. La motorisation (17) est le pignon conique où sera accouplé le moteur, ce pignon est guidé en rotation par un palier(l)fixé sur (3). (2) est le pignon conique où est accouplé le plateau manivelle " P1 n (5) par l'intermédiaire d'un arbre; l'arbre et le pignon sont guidés par des roulements ou des coussinets fixés sur (3) et (23). (17) et (2) forment un couple conique permettant au plateau manivelle tr Pi " (5) d'être animé du mouvement de rotation uniforme du moteur. Le rapport de (17) et (2) est de t/1 sur les dessins mais peuvent être d'une autre valeur. (9) est le maintenon " M1 " fixé au plateau manivelle " Pi 't (5), qui entrainera lors de la rotation de (5) les croix de Malte "CMI n ~~~~~~~~~~ (27) ft CM2 n ~~~~~~~~ (7) n CM3 n ~~~~~~~~ (6) Succéssivement et dans l'ordre établit car le sens de rotation de (5) est anti-horaire. (29) peut avoir un mouvement relatif sur lui-même par rapport à (5) comme il peut être fixe. La commande du mouvement rectiligne vertical de descente : Elle est constituée de la croix de Malte n CMî 't (27) qui est accouplée avec un pignon cylindrique (12) par l'intermédiaire d'un arbre guidé par des roulements ou des coussinets fixés dans (3) et (23). La commande du mouvement rectiligne vertical de montée : Elle est constituée de la croix de Malte "C}I2 " (7) qui est accouplée avec un pignon cylindrique (14) par l'intermédiaire d'un arbre guidé par des roulements ou des coussinets fixés dans (3) et (23). L'amplificateur " AP2 " du mouvement rectiligne vertical Il est constitué d'un train d'engrenage, figure 5 de rapport 2/1 composé par :le pignon cylindrique (12) et le pignon cylindrique (13) le pignon cylindrique (14) et le pignon cylindrique (13) d'un pignon conique (9) accouplé au pignon cylindrique (13) par l'intermédiaire d'un arbre guidé par des roulements ou des coussinets fixés dans (3) et (26). D'un renvoi d'angle réalisé par un couple conique rapport i/i que réalise les pignons (9) et (10). e Le pignon conique (10) étant accouplé au plateau manivelle " P2 " (28) par l'intermédiaire d'un arbre guidé par des coussinets ou des roulements fixés dans (11), figure 6, qui est possitionné dans (20) Le mécanisme permet au plateau manivelle "P2 " (28) d'effectuer une rotation de 1800 lorsque les croix de Malte " CHi " (27) et wCM2 " (7)effec tuent une rotation de CjOO. N. - B. : le train d'engrenage (12) - (13) - (14) dans sa conception crée un mouvement parasitaire mais qui ne nuit en rien au bon fonctionnement du mécanisme. Lorsque (29) fait réaliser à (27) une rotation de 900, cette dernière fait réaliser à (12) la même rotation qui transmet à (13) qui effectue une rotation de 1800 réalisant le mouvement rectiligne vertical de descente par l'intermédiaire de (9) - (10) - (26) - - -. Mais (13) transmet son mouvement à (14) et fait donc tourner la croix de Malte " CM2 " (7) de 900. Ce mouvement est inutile mais il ne nuit pas , car la rotation de (7) est synchronisée, de même valeur angulaire, de même sens que (27). De plus (29) effectuera une rotation de 300 à vide avant d'entraîner (7) qui réalisera le mouvement rectiligne vertical de montée et le mouvement parasitaire de (27). La commande et l'amplificateur du mouvement rectiligne horizontal aller ou retour Elle est constituée Dt la croix de Malte "CM3" (6), figure 8, accouplée au pignon cylindrique (15) par l'intermédiaire d'un arbre guidé par des roulements ou des coussinets fixés dans (3) - (23) - (26) . D'un train d'engrenage de rapport 2/t composé par le pignon cylindrique (15) et le pignon cylindrique (16) qui est accouplé au plateau manivelle (4) par l'intermédiaire d'un arbre guidé par des roulements ou des coussinets fixés dans (23) - (26) - (8), Pour des problèmes de prix de revient l'arbre du plateau manivelle " PI " (4) peut-etre réalisé dans la masse de (4) où être rapporté à (i). Le chariot du mouvement rectiligne horizontal. Son rôle est d'assurer le transport du mouvement rectiligne vertical et du boitier de commande d'un point à un autre (aller ou retour) dans un mouvement rectiligne horizontal guidé par deux colonnes fixées au bâti et d'assurer le guidage en rotation du plateau manivelle " P3 " (4). Il se présente sous la forme d'un parallélepipêde massif où sont logés (24) 2 douilles à-billes ou 2 cannons de guidage en bronze ; figure 7, La figure 9 représente en coupe la vue de face du mouvement rectiligne vertical. La figure 10 représente en coupe la vue de gauche du mouvement rectiligne vertical. La figure Il représente la vue de dessus du mouvement rectiligne vertical. Il est constitué de 3 parties essentielles - le coffret. - le mouvement de rotation d'entrée. - le mouvement de translation rectiligne. Le coffret Il se présente sous la forme d'un parallélépipède constitué d'un cadre (34) - (35) - (37) - (41) et 2 flasques (42)-(49). (34}(37) étant les supports des 4 douilles à billes ou des 4 canons de guidage (33). (35) étant le support de (ll) et la fixation du mouvement rectiligne vertical sur le boitier de commande. Le mouvement de rotation d'entrée Il est constitué par Le pignon conique (10) du boitier de commande qui est accouplé au plateau manivelle " P2"(28) par l'intermédiaire d'un arbre guidé par deux roulements ou deux coussinets fixés dans (11). (40) est le maintenon " M2 " fixé au plateau manivelle " P2 " (28) qui entratnera lors de la rotation de (26) ; (39) dans un mouvement de translation rectiligne. Le mouvement de translation rectiligne Il est constitué d'une coulisse (39) sur laquelle une lumière borgne a été usinée, dont la longueur est égale au diamètre de la trajectoire que le maintenon n M2 " (40) effectue lors de la rotation du plateaumanivelle n P2 " (28). La largeur de cette lumière est égale au diamètre du maintenon (40) permettant à ce dernier de coulisser dans cette lumière pour réaliser le mouvement de translation rectiligne vertical des 2 colonnes (32) et (30) fixées sur la coulisse(39) et coulissantes dans les douilles à billes ou les canons de guidage (33) assurant le bon fonctionnement du mouvement rectiligne vertical. D'un limiteur de course (31). D'un support de moyen de préhension, de dépose (38). Il est à spécifier que le maintenon (40) peut avoir ou non un mouvement relatif sur lui-même par rapport à (28). Pour des problèmes de prix de revient L'arbre du plateau manivelle " P2 n (28) peut-être réalisé dans la masse de (28) comme il peut-être rapporté à (28). Pour des problèmes d'inertie un verrouillage peut-être exécuté au niveau du plateau manivelle (28). L'application industrielle susceptible de ce transfert à commande mécanique se trouve dans l'assemblage, la manipulation répétitive et cadencée de pièces de faible encombrement ayant une masse inférieure à 5 kg. Les courses maximales des mouvements rectilignes seront de 500 mm. Les cadences de travail pouvant aller jusqu'à 500 cycles par minute suivant l'équilibrage dynamique du dispositif et les conditions d'utilisation. L'autonomie de ce dispositif permettra son implantation aisée dans des channes d'assemblage existantes pour réaliser des opérations de contrôles unitaires dans un esprit de qualité total, ect... . Revendications. 1) Dispositif de transfert à commande mécanique effectuant un cycle de 2 mouvements rectilignes verticaux (I racontée + 1 descente) et un mouvexent rectiligne horizontal (I aller ou 1 rctour) à l'aide de lténergie et du mouvement de rotation d'un moteur électrique ou pneumatique dont la vitesse, le couple, la puissance seront à considérer suivant les con ditions d'utilisation. Dispositif de transfert caractérisé en ce qu'il te - en Woitier de commande constitué, de 7 parties principales - le coffret. - la motorisation. - la commande du mouvement rectiligne vertical de descente. -la commande du mouvement rectiligne vertical de montée. - l'amplificateur du mouvement rectiligne vertical. - la commande et l'amplificateur du mouvement rectiligne horizontal aller ou retour. - le chariot du mouvement rectiligne horizontal. - un mouvement rectiligne vertical du type à plateau manivelle. - un Bâti fixe sur lequel est fixé deux colonnes permettant la trans lation du chariot du mouvement rectiligne horizontal. n 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'or- dre de translation des mouvements rectilignes verticaux et horizontaux est réalisé mécaniquement par le boitier de commande, par la rotation du plateau manivelle (5) dont le maintenon (29) en décrivant sa trajec- toire circulaire entraîne successivement sur 900 en leur faisant effectuer une rotaion de 900 sur eux-meme, 3 croix de Malte (27) - (7) et (6) à 4 indexages, dont les centres de rotation sont positionnés à 120C l'un de l'autre sur un même diamètre " D " dont le centre est celui du plateau manivelle (5). La valeur du diamètre " D " est égale 8 t' 2 R' " Sachant que " R sinus r3 est la valeur de la distance du centre du plateau manivelle (5) au centre du maintenon (29). 3) Dispositif selon la revendication i caractérisé en ce qu'une période de temps mort entre chaque mouvement est réalisé par le positionnement des centres de rotation des 3 croix de Malte (27) - (7) et (6) et par leur angle d'indexage qui a une valeur de 900. Cette période de temps mort (ou à vide) est de 2Z) Dipositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la commande et le déroulement d'un mouvement rectiligne sont synchronisés car ils sont réalisés par les meme organes et au même moment. 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que cha- que mouvement rectiligne dispose de sn propre commande. La croix de Malte (27) réalise le mouvement rectiligne vertical de descente. La croix de Malte (7) réalise le mouvement rectiligne vertical de montée. La croix de Malte (6) réalise le mouvement rectiligne horizontal aller ou retour. 6) Dispositif selon les revendications précédentes caractérisé en ce que le cycle est défini par les associations des croix de Malte aux mouvements rectilignes. - 1 tour du plateau manivelle (5) = 1 cycle soit'une descente + une montée du mouvement rectiligne vertical + 1 aller du mouvement rectiligne horizontal. - 2 tours du plateau manivelle (5) = 2 cycles soit une descente + une montée du mouvement rectiligne vertical + 1 aller du mouvement rectiligne horizontal + une descente + une montée du mouvement rectiligne vertical + un retour du mouvement rectiligne horizontal. 7) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les mouvements rectilignes horizontaux et verticaux sont à déplacement sinusoidal provoqué par le dispositif, coulisse à plateau manivelle ou manivelle à coulisse Le mouvement sinusoïdal que le plateau'manivelle transmet à la coulisse, gère lui même ses accélérations et décélérations de cette dernière.