Brevet FR2652776A1 — publié le 19910412

La présente invention a pour objet un robot perfectionné permettant par exemple le soudage, le montage ou la manutention de pièces diverses, dans l'industrie automobile notamment. On sait que les robots comprennent au moins deux bras consécutifs pouvant chacun tourner autour d'un axe et dont l'un est monté mobile en rotation par rapport à 1 ' autre. Mais il arrive parfois que la rotation de l'un ou premier bras entrain une rotation non désirée ou parasite de l'autre ou deuxième bras. Cela est dû au fait que, lors de la rotation du premier bras, le pignon de commande d'entraînement du deuxième bras roule autour d'un pignon fixe appartenant à la cinématique de ce deuxième bras. La présente invention a donc pour but de pallier cette rotation perturbatrice du deuxième bras en l'entraînant automatiquement en sens inverse lors de la rotation du premier bras. A cet effet, l'invention a pour objet un robot perfectionné comprenant au moins deux bras consécutifs pouvant chacun tourner autour d'un axe et dont l'un est monté mobile en rotation sur l'autre, de sorte qu'une rotation de l'un ou premier bras entraîne une rotation parasite de l'autre ou deuxième bras par le fait que le pignon de commande d'entraînement de ce deuxième bras roule autour d'un pignon fixe lors de la rotation du premier bras par rapport au robot, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de compensation de la rotation parasite du deuxième bras qui sont commandés par les moyens d'entraînement du premier bras. Suivant une autre caractéristique de ce robot, les moyens de compensation précités sont interposés entre une pignonerie de commande du premier bras et une pignonerie de commande du deuxième bras. On précisera ici que les moyens de compensation en question sont constitués par un boltier différentiel à quatre pignons. Suivant encore une autre caractéristique de l'invention, le boltier différentiel précité renferme d'une part deux pignons opposés dont les axes sont solidaires du boltier entraîné en rotation par la pignonerie de commande du premier bras, et d'autre part deux autres pignons opposés dont les axes traversent la paroi du boîtier différentiel et sont liés à la pignonerie de commande du deuxième bras. Plus précisément, la pignonerie de commande du premier bras entraînant en rotation le boîtier différentiel qui entraîne à son tour les deux pignons opposés se compose d'une pluralité de pignons dont l'un est prévu à la sortie d'un réducteur entraînant ce premier bras, tandis que la pignonerie de commande du deuxième bras se compose d'une pluralité de pignons dont certains sont entraînées par l'axe de l'un des deux autres pignons opposés et dont d'autres sont entraînés par l'axe de l'autre des deux autres pignons opposes. Mais d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description détaillée qui suit et se réfère au dessin annexé constituant une figure unique montrant schématiquement et en coupe axiale les bras d'un robot selon cette invention avec les moyens de commande par pignonerie associés à ces bras. On voit sur la figure unique annexée un robot qui, suivant l'exemple de réalisation représenté, comprend trois bras pouvant être entraînés en rotation l'un par rapport à l'autre, et à savoir - un premier bras 1 qui peut etre entralné en rotation autour de l'axe A-A' suivant la flèche F par un moteur Ml - un deuxième bras 2 monté à l'extrémité du bras 1 et qui peut être entraîné en rotation autour de l'axe B-B' suivant la flèche G, par un moteur M2 ; et - un troisième bras 3 qui peut être entraîné en rotation autour de l'axe C-C' suivant la flèche H par un moteur M3. Plus précisément, ce bras 3 se compose d'un tube 3a monté tournant sur le bâti 4 du robot et qui porte à son extrémité une partie 3b formant le poignet du robot. Les trois bras 1, 2 et 3 peuvent bien entendu, et comme connu en soi, être entraînés en rotation les uns par rapport aux autres, de façon à positionner précisément un outil quelconque, tel que par exemple une pince de soudage, solidaire du bras terminal 2 du robot. Le moteur M1 entralne le premier bras 1 par un ensemble courroie 6-poulies 5, 7 relié à un réducteur 8 sur l'arbre de sortie 9 duquel est fixé un pignon 10 lui-même solidaire de l'extrémité d'un tube 43. Un pignon 11 est solidaire de l'autre extrémité du tube 43 et entraîne une série de pignons montrés schématiquement en 12, 13 et 14. Le pignon 14 est solidaire du bras 1 qui forme en quelque sorte un corps entraîné en rotation par le moteur M1, et ce par l'intermédiaire du tube 43 et de la pignonerie qui vient d'être décrite. Le moteur M2 d'entraînement du deuxième bras ou bras terminal 2 du robot entraîne un ensemble courroie 15-poulies 16, 17 relié à un arbre 18. La rotation de arbre 18 entraîne successivement en rotation des pignons 19, 20, un arbre 21 et des pignons 22, 23, ce dernier pignon étant calé sur l'axe 24 d'un pignon 25 contenu dans un boîtier différentiel 30 à quatre pignons 25, 26, 27 et 28, comme on le voit bien sur la figure. Le pignon 27, opposé au pignon 25 comporte un arbre 31 qui entralne un pignon 29 et qui traverse la paroi 30a du boîtier différentiel 30, tout comme l'axe 24 du pignon 25 traverse ladite paroi. Le pignon 29 entralne en rotation un pignon 32 solidaire de l'extrémité d'un tube 33 à l'intérieur duquel est monté le tube 43 appartenant au bras 1.Un pignon 34 est solidaire de l'autre extrémité du tube 33 et engrène avec une succession de pignons montrés schématiquement en 35, 36, 37, 38, 39, et 40. La rotation du pignon 40 par l'intermédiaire de la cinématique qui vient d'être décrite entraîne en rotation le bras d'extrémité 2 du robot autour de l'axe B-B' et suivant la flèche G. Le moteur M3 entralne en rotation le bras 3, c'est-à-dire le poignet complet du robot par l'intermédiaire d'un ensemble courroie 41 et poulies 42, 43 qui est relié à un réducteur 44 dont l'arbre de sortie 45 est solidaire en rotation d'un pignon 46 engrenant avec une roue dentée 47 solidaire du tube 3a dans lequel sont montés tournants les tubes 33 et 43 précédemment décrits. Comme il apparat clairement sur la figure, le pignon 10 calé sur l'arbre de sortie 9 du réducteur 8 et solidaire en rotation du tube 43 engrène avec un pignon intermédiaire 48 qui lui-même entraîne en rotation un pignon 49 fixé sur le corps extérieur ou paroi 30a du bottier différentiel 30, de sorte que ce dernier peut être entraîné en rotation. Les pignons 26 et 28 comportent respectivement des axes 50, 51 qui sont solidaires du corps 30a, de sorte que la rotation de ce corps provoquera un roulement des pignons 26 et 28 sur le pignon 25, si bien que le pignon 27 et donc le pignon 29 seront entralnés en rotation. Les axes de rotation des pignons 25, 27 et 49 sont confondus, tandis que les axes 50 et 51 des pignons 26 et 28 sont alignés et perpendiculaires à cet axe commun. Le pignon 29 étant situé dans la channe cinématique du bras 2, sa rotation engendrée par la rotation du pignon 32 provoquera une rotation du bras 2 qui sera une rotation inverse et compensatrice du couplage mécanique résultant de la rotation du bras 1. Plus précisément, lorsque le bras 1 est entraîné en rotation par le moteur M1 et le pignon 14 autour de l'axe A-A' suivant la flèche F, il entraîne aussi en rotation autour de cet axe le bras 2 retenu sur le bras 1 par des roulements ou analogues (non représentés), mais, ce faisant, le pignon 40 roule autour du pignon 39 de sorte qu'il peut se produire une rotation relative du bras 2 par rapport au bras 1. Cette rotation parasite et non désirée du bras 2 est empêchée ou compensée, grâce à la présente invention, par le boîtier différentiel 30 qui effectue une correction égale et opposée à la rotation perturbatrice du bras 2. On a donc réalisé suivant l'invention un robot perfectionné qui permet d'obtenir un gain de performance du dernier bras du robot, ainsi qu'un gain de cycle sur un poste, car on fait l'économie d'une rotation supplémentaire pour effectuer la correction. Bien entendu, 1 invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. G'est ainsi que l'on pourrait utiliser la solution mécanique avec boîtier différentiel selon l'invention pour compenser le couplage mécanique du bras 3 sur le bras 1 ou du bras 3 sur le bras 2, bien que ces couplages soient nettement moins importants, donc moins gênants, que celui entre le bras 1 et le bras 2. Par ailleurs, le nombre de pignons, leur diamètre, le nombre de dents etc... peuvent être quelconques et déterminés de façon qu'une rotation donnée du bras 1 entraîne une rotation du bras 2 égale et opposée à la rotation parasite et non désirée de ce bras 2. L'invention comprend donc tous les équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. REVENDICATIONS 1. Robot perfectionné comprenant au moins deux bras consécutiffs (1,2) pouvant chacun tourner autour d'un axe (A-A', B-B') et dont l'un est monté mobile en rotation sur l'autre de sorte qu'une rotation de l'un ou premier bras (1) entraîne une rotation parasite de l'autre ou deuxième bras (2) par le fait que le pignon (40) de commande d'entrainement de ce deuxième bras (2) roule autour d'un pignon fixe (39) lors de la rotation du premier bras (1) par rapport au robot, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de compensation (30) de la rotation parasite du deuxième bras (2) qui sont commandés par les moyens d'entraînement du premier bras (1). 2. Robot selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de compensation précités sont interposés entre une pignonerie de commande du premier bras (1) et une pignonerie de commande du deuxième bras (2). 3. Robot selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de compensation précités sont constitués par un boîtier différentiel (30) à quatre pignons (25 à 28). 4. Robot suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le bottier différentiel précité (30) renferme d'une part deux pignons opposés (26,28) dont les axes (50, 51) sont solidaires du boîtier (30a) entraîné en rotation par la pignonerie de commande du premier bras (1), et d'autre part deux autres pignons opposés (25, 27), dont les axes (24, 31) traversent la paroi (30a) du boîtier différentiel (30) et sont liés à la pignonerie de commande du deuxième bras (2). 5. Robot selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la pignonerie de commande du premier bras (1) entralnant en rotation le boîtier différentiel (30) qui entraîne à son tour les deux pignons opposés (26, 28) se compose d'une pluralité de pignons dont l'un (10) est prévu à la sortie d'un réducteur (8) entraînant ce premier bras, tandis que la pignonerie de commande du deuxième bras se compose d'une pluralité de pignons dont certains (19, 20, 22, 23) sont entraînés par l'axe (24) de l'un (25) des deux autres pignons opposés (25, 27) et dont d'autres (29, 32) sont entrainés par l'axe (31) de l'autre (27) des deux autres pignons opposés (25, 27).