Brevet FR2700322A1 — publié le 19940713

Système de guidage de précision d'un mobile le long de deux rails glissières de section circulaire La présente invention concerne un système de guidage d'un mobile le long de deux rails glissières de section circulaire. Elle s'applique dans le cas où le guidage doit être de grande précision et de grande raideur, par exemple dans le cadre de robots portiques. Un robot-portique peut, par exemple, être constitué de deux poutres horizontales parallèles, fixées à des poteaux verticaux, entre lesquelles circule une traverse horizontale guidée à chaque extrémité par un rail lié à la poutre respective, la traverse étant elle-même équipée de deux rails pour la circulation d'un chariot supportant un mât vertical coulissant qui est équipé d'un organe effecteur. Tous ces organes mobiles : la travers?, le chariot et le mât vertical sont guidés par des galets, roulant sur deux rails glissières parallèles. Rails et galets sont rectifiés. Dans le cas de la traverse, il s'agit de deux rails horizontaux, un sur chaque poutre définissant un plan horizontal, dans le cas du chariot circulant le long de la traverse, il s'agit de deux rails horizontaux définissant un plan vertical et dans le cas du mât vertical, il s'agit de deux rails verticaux. L'invention peut s'appliquer à tous ces cas. I1 est à noter que, dans le cas de la traverse et du chariot, mobiles l'un et l'autre sur des rails horizontaux, rails et galets, outre leur fonction de guidage, supportent la charge, ce qui implique que les axes de galets soient horizontaux. Dans le cas du mat coulissant vertical, les 2 rails sont verticaux et, galets et rails n'ont alors qu'un rôle de guidage. Les axes des galets sont cependant nécessairement, là aussi, horizontaux puisque le plan de chaque galet, pour rouler sur son rail, doit être vertical. Dans les dispositions connues, les galets sont au nombre de quatre, ou plus, c'est-à-dire au moins deux galets par rails. Ainsi, par exemple, pour le chariot circulant le long de la traverse horizontale, le chariot comprend une plaque support de galets comportant des emplacements précis, de construction, pour le montage de deux galets montés sans jeu, servant de référence définissant l'orientation précise du chariot par rapport à la verticale. Pour la précision et la raideur du montage, les autres galets nécessitent un réglage individuel; ainsi, ces autres galets sont montés, soit avec jeu dans la plaque, soit avec un axe de fixation excentré par rapport à l'axe de rotation du galet, permettant d'appliquer manuellement le galet contre le rail, par rotation autour de l'axe de fixation, avant de fixer définitivement sa position. Dans un tel montage, l'appréciation du jeu et de la précontrainte appliquée entre le galet et le rail, par l'opérateur est difficile et peu fiable en outre, si le nombre de galets est important, le réglage de chaque galet, sauf les deux galets de référence, rend l'opération de montage longue et délicate. L'invention a pour but de pallier ces inconvénients et a pour objet un système de guidage pour le déplacement relatif d'un premier organe, équipé de deux rails glissières, parallèles et de section circulaire, par rapport à un second organe équipé de galets, caractérisé en ce que les galets sont groupés en au moins trois sous-ensembles comportant chacun au moins deux galets, enserrant entre eux l'un des deux dits rails de guidage, montés sans jeu et à entre axes précis sur une plaquette support de galets, chacun de deux desdits sous-ensembles étant positionné d'une façon précise sur ledit second organe par sa plaquette support au moyen d'un pion de centrage et fixé audit second organe par des axes de fixation traversant avec jeu au moins le sous-ensemble ou l'organe support, chacun des autres sous-ensembles étant fixé de la même façon mais sans pion de centrage. Selon une réalisation particulière, les deux rails sont situés dans un plan vertical, lesdits sous-ensembles étant au nombre de quatre, deux par rail, de trois galets chacun, les quatre plaquettes supports de galets des quatre sous-ensembles étant toutes dans un même plan. Selon une autre caractéristique, lorsque les deux rails sont horizontaux et dans un plan vertical, ledit second organe, porteur de galets, est équipé d'un dispositif réglable permettant de soulager la charge des galets supérieurs des sous-ensembles de galets. Selon une autre réalisation particulière, lorsque les deux rails sont situés dans un plan horizontal, lesdits sous-ensembles sont au nombre de quatre, deux par rail, les plaquettes supports de galets des quatre sous-ensembles se répartissant en deux groupes dont un premier groupe dans lequel les deux plaquettes supports sont dans un même premier plan vertical et leurs galets affectés à l'un des deux rails et dont un deuxième groupe dans lequel les deux plaquettes supports de galets sont dans un même second plan vertical parallèle au premier et leurs galets affectés à l'autre rail, chacun de trois desdits quatre sous-ensembles étant positionné d'une façon précise sur ledit second organe au moyen d'un dit pion de centrage. On va maintenant donner la description d'un exemple de mise en oeuvre de l'invention en se reportant au dessin annexé dans lequel: La figure 1 montre, vue en plan, un système de guidage selon l'invention. La figure 2 montre en vue agrandie un sous-ensemble porteur de galets. La figure 3 est une vue en coupe selon III-III de la figure 2. La figure 4 est une vue en coupe selon IV-IV de la figure 2. La figure 5 montre un détail du sous-ensemble porteur de galets. Les figures 6 et 7 montrent en vue de face et de côté en coupe un dispositif permettant de soulager la charge des galets supérieurs des sous-ensembles porteur de galets. La figure 8 montre un exemple de guidage selon l'invention dans le cas où les deux rails sont situés dans un plan horizontal. En se référant aux figures 1, 2 et 3, on voit un système de guidage pour le déplacement relatif d'un premier organe 1 équipé de deux rails glissières 2 et 3, par rapport à un second organe 4. Dans le cas de l'exemple décrit, les deux rails 2 et 3 sont horizontaux et situés dans un plan vertical. Il s'agit par exemple, dans une application à un robot-portique, de deux rails portés par une poutrelle horizontale constituant le premier organe 1 se déplaçant le long de deux poutres horizontales fixes, les rails le long de la poutrelle servant au déplacement d'un chariot constituant le second organe 4. La poutrelle 1 (premier organe) est ainsi équipée de deux rails 2 et 3 parallèles et de section circulaire, tandis que le chariot 4 (second organe) est équipé de galets 5. Conformément à l'invention, les galets sont groupés, comme on le voit sur la figure 1 en quatre sous-ensembles 6, 7, 8 et 9 de trois galets 5 chacun. Chaque sous-ensemble enserre un rail entre les galets. Dans l'exemple décrit, deux galets sont au-dessus du rail et un seul au-dessous. Les entre-axes entre les galets d'un sous-ensemble sont précis. Chaque sous-ensemble comprend une plaquette support 10 sur laquelle sont montés sans jeu les galets 5 par l'intermédiaire de douilles il assurant le centrage précis des galets, sur la plaquette support 10 et assurant ainsi des entre-axes précis. Les douilles li sont arrêtées en rotation par des ergots 12, et une rondelle de butée 13 est disposée entre chaque galets 5 et la plaquette support 10. Les deux sous-ensembles 6 et 7 affectés au rail supérieur 2 sont chacun positionnés d'une façon précise sur le chariot 4, constituant une plaque plane, par la plaquette support 10 au moyen d'un pion de centrage 14 constitué par une vis épaulée avec un écrou 15. Ce pion de centrage 14 définit parfaitement l'orientation du chariot 4. Les autres sous-ensembles 8 et 9 ne comportent aucun pion de centrage. La fixation des quatre sous-ensembles sur le chariot support 4 est effectuée par des axes de fixation 16, constitués en l'occurrence par des vis, trois par sousensembles, passant par le centre de douilles 11 sur lesquelles sont montés les galets. Pour permettre le libre positionnement de chaque sous-ensemble au moment du montage, ces vis 16 passent avec jeu, soit dans la douille 11, soit dans le chariot 4. Pour les galets supérieurs de chaque sous-ensemble, les vis 16 sont vissées dans le chariot 4 et donc les jeux 17 sont situés entre les vis 16 et les douilles 11 et pour le galet inférieur, la vis 16 étant vissée dans la douille 11, le jeu 18 est situé entre la vis 16 et le chariot 4. Les têtes des vis 11 sont équipées de rondelles d'arrêt 19. Ainsi, grâce à ce système de galets prépositionnés en usine d'une façon précise sur une plaquette support par groupe d'au moins deux galets enserrant le rail, trois dans l'exemple décrit, et fixés sur le chariot 4 par des axes 16 avec jeu radial, aucun réglage n'est à effectuer au montage, chaque sous-ensemble se place automatiquement, compte tenu desdits jeux, dans la position permettant sa fixation. Il est à noter que chaque sous-ensemble forme une unité présentant une certaine solidité, même en l'absence des vis 16, ceci par le fait que, pour la précision des entre axes, les douilles 11 sont montées avec un certain serrage dans les plaquettes supports 10. Ce montage des sous-ensembles sur les rails 2 et 3 et leur fixation sur le chariot 4 va être décrit plus loin après la description d'un dispositif de délestage de charge des galets supérieurs des sous-ensembles. Ce dispositif a pour but, au moment du montage, de répartir également la charge des galets supérieurs des sousensembles sur les deux rails et non pas sur un seul et aussi de permettre le délestage d'un sous-ensemble lors d'un démontage. Ce dispositif est décrit en référence aux figures 6 et 7 qui sont des figures partielles où l'on ne voit que les sous-ensembles inférieurs 8 et 9 affectés au rail inférieur 3. Ce dispositif de délestage de charge comprend une console 20 fixée au chariot 4. Cette console est percée d'un trou lisse traversée par une vis 21 qui vient se visser dans un crochet 22 monté sur le rail inférieur 3. Le serrage de la vis 21 tire vers le bas le crochet 22 qui vient s'appuyer sur le rail 3 et permet donc de soulager les galets supérieurs 5 des sous-ensembles 6 à 9 liés au chariot 4. Le montage des sous-ensembles sur les rails et leur fixation au chariot 4 est fait de la façon suivante: Si les sous-ensembles peuvent être engagés par une extrémité des rails, c'est ce que l'on fait pour chaque sous-ensemble tout monté, mais sans aucune vis 16. Dans le cas contraire, on assemble seulement sur la plaquette support 10 les deux galets supérieurs puis on présente un tel sous-ensemble, incomplètement monté, sur son rail puis, à l'aide d'une rondelle d'appui et d'une vis, on emmanche le troisième galet préalablement monté sur sa douille 11, en vissant la vis dans la douille, la rondelle prenant appui sur la plaquette support 10. Une fois la douille bien emmanchée dans le trou correspondant de la plaquette support 10, on ôte la vis et la rondelle. Le sous-ensemble ainsi assemblé est roulé le long du rail pour l'amener en position devant le chariot 4. On place les vis 16 et, s'il s'agit d'un sousensemble supérieur 6 ou 7, on place le pion de centrage 14. Pour amener les alésages des deux pions de centrage 14 en correspondance, on peut s'aider de la vis de délestage 21. Les vis 16 et pions de centrage 14 des deux sousensembles supérieurs 6 et 7 sont légèrement serrés et les vis 16 des sous-ensembles inférieurs 8 et 9 sont desserrés. On dévisse la vis de délestage 21 de façon à laisser porter toute la charge par les deux sous-ensembles supérieurs 6 et 7 et on serre au couple toutes les vis 16 des deux sous-ensembles supérieurs 6 et 7 et leur pion de centrage 14. Ensuite, on visse la vis de délestage 21 jusqu'à ce que l'on puisse tourner à la main les galets supérieurs des sous-ensembles supérieurs. On serre alors toutes les vis 16 des deux sous-ensembles inférieurs 8 et 9. On dévisse ensuite la vis de délestage 21 de façon à dégager le crochet 22 de tout appui contre le rail inférieur 3 et on bloque le contre écrou 23. La charge est alors également répartie sur les deux rails. Pour le démontage d'un sous-ensemble, on dévisse le contre écrou 23 de la vis de délestage 21 et on visse cette vis jusqu'à ce que les deux galets supérieurs du sousensemble a démonter puissent tourner à la main. On ôte ensuite les trois vis de fixation 16, et le pion de centrage 14, s'il s'agit d'un sous-ensemble supérieur. On dégage alors le sous-ensemble de derrière le chariot 4 en le faisant rouler le long du rail. Si ce dernier peut être dégagé par une extrémité du rail c'est ainsi que l'on procède, si non, on vient visser dans deux trous taraudés 24 et 25 prévu à cet effet dans la plaquette support 10 (voir figure 5), des vis qui viennent s'appuyer sur la douille 11 du galet inférieur 5 du sousensemble et ainsi l'éjecter de la plaquette support 10. Le galet inférieur étant ôté, le sous-ensemble est libéré. La figure 8 montre un exemple dans lequel les deux rails de guidage 2 et 3 sont situés dans un plan horizontal. Dans le cas d'une application à un robot-portique, il s'agit par exemple d'une poutrelle horizontale 26 circulant le long de deux poutres horizontales fixes 27 et 28. Dans cet exemple, le premier organe est constitué par la structure comportant les deux poutres horizontales 27 et 28 équipées chacune d'un rail 2, 3 et le second organe est constitué par la poutrelle 26. Dans cet exemple, on a encore quatre sous-ensembles 6, 7, 8 et 9 de trois galets 5 mais ces quatre sous-ensembles ne sont pas tous dans un même plan, comme dans le cas précédent mais réparties en deux groupes: un premier groupe de deux sous-ensembles 6 et 7 affectés au rail 2 et fixés sur une plaque verticale 29 en bout de poutrelle 26 et un deuxième groupe de deux sous-ensembles 8 et 9 affectés au rail 3 et fixés sur une plaque verticale 30, parallèlement à la plaque 29, à l'autre bout de la poutrelle 26. Dans cet exemple, non pas deux seulement mais trois des quatre sous-ensembles sont positionnés de façon précise par un pion de centrage 14 de façon à bien définir l'horizontalité de la poutrelle 26 dans sa longueur et la verticalité de sa face verticale 31 le long de laquelle circule le chariot 4 de l'exemple précédent. REVENDICATIONS 1/ Système de guidage pour le déplacement relatif d'un premier organe (1), équipé de deux rails glissières (2, 3) parallèles et de section circulaire, par rapport à un second organe (4) équipé de galets (5), caractérisé en ce que les galets sont groupés en au moins trois (6, 7, 8, 9) sousensembles comportant chacun au moins deux galets (5) enserrant entre eux l'un des deux dits rails de guidage (2, 3), montés sans jeu et à entre axes précis sur une plaquette support (10) de galets, chacun de deux (6, 7) desdits sousensembles étant positionné d'une façon précise sur ledit second organe (4) par sa plaquette support (10) au moyen d'un pion de centrage (14) et fixé audit second organe par des axes de fixation (16) traversant avec jeu (17, 18) au moins le sous-ensemble ou ledit second organe (4), chacun des autres sous-ensembles (8, 9) étant fixé de la même façon mais sans pion de centrage. 2/ Système de guidage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux rails (2, 3) sont situés dans un plan vertical, lesdits sous-ensembles étant au nombre de quatre (6, 7, 8, 9), deux par rail, de trois galets (5) chacun, les quatre plaquettes supports (10) de galets des quatre sousensembles étant toutes dans un même plan. 3/ Système de guidage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux rails (2, 3) sont horizontaux, ledit second organe (4), porteur de galets, étant équipé d'un dispositif réglable (20, 21, 22) permettant de soulager la charge des galets supérieurs des sous-ensembles de galets. 4/ Système de guidage selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend une console (20) solidaire dudit second organe (4) traversé par une vis (21) venant se visser dans un crochet (22) venant prendre appui sur un dit rail (3). 5/ Système de guidage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux dits rails (2, 3) sont situés dans un plan horizontal, en ce que lesdits sous-ensembles sont au nombre de quatre, deux par rail, les plaquettes supports (10) de galets des quatre sous-ensembles (6, 7, 8, 9) se répartissant en deux groupes dont un premier groupe (6, 7) dans lequel les deux plaquettes supports de galets sont dans un même premier plan vertical (29) et leurs galets affectés à l'un (2) des deux rails et dont un deuxième groupe (8, 9) dans lequel les deux plaquettes supports (10) de galets sont dans un même second plan vertical (30) parallèle au premier et leurs galets affectés à l'autre rail (3) chacun de trois (6, 7, 8) desdits quatre sous-ensembles étant positionnés d'une façon précise sur ledit second organe (26) au moyen d'un dit pion de centrage (14).