Brevet FR2703283A1 — publié le 19941007

La présente invention concerne un outil de robot pour l'insertion d'une pièce cylindrique dans un alésage. Cet outil comporte trois degrés de liberté en translation selon trois directions X, Y et Z perpendiculaires entre elles et trois degrés de liberté en rotation autour de ces 'trois directions. Il est caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour soumettre la pièce à insérer à des micro vibrations pendant l'insertion. Les trois directions forment de préférence un trièdre trirectangle dont l'un des axes est l'axe de la pièce cylindrique à insérer. L'outil comporte avantageusement des moyens de rappel élastique agissant à l'encontre des trois degrés de liberté en translation. On a décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un outil de robot selon l'invention avec référence aux dessins annexés dans lesquels La Figure 1 est une vue en élévation de l'outil; La Figure 2 en est une coupe selon II-II de la Figure 1, le vibrateur et son contrepoids n'étant pas représentés; La Figure 3 en est une vue en plan. Tel qu'il est représenté au dessin, l'outil de robot selon l'invention est destiné à insérer une pièce cylindrique 1 dans un alésage 2. Il comprend une pince 3 dont les mors 4 peuvent tenir la pièce 1 et qui est fixée sur une chape inférieure 5. Cette chape est reliée à une chape intermédiaire 6 par deux axes 7 parallèles à un axe X; ces axes sont fixés à la chape intermédiaire et sont montés coulissants dans des douilles à billes 8 fixées à la chape inférieure 5. Les deux chapes 5 et 6 peuvent ainsi avoir un mouvement relatif de translation suivant l'axe X. Deux lames élastiques 9 fixées à la chape intermédiaire 6 et prenant appui sur des butées 10 portées par la chape inférieure 5 s'opposent au déplacement de cette chape inférieure selon l'axe X et maintiennent ces deux chapes dans une position relative centrée. La chape intermédiaire 6 est reliée à une chape supérieure 11 par deux axes 12 parallèles à un axe Y perpendiculaire à l'axe X; ces axes 12 sont fixés à la chape supérieure 11 et montés coulissants dans des douilles à billes 13 fixées à la chape intermédiaire 6. Les deux chapes 6 et 11 peuvent ainsi avoir un mouvement relatif de translation suivant l'axe Y. deux lames élastiques 14 fixées à la chape supérieure ll et prenant appui sur l'une des butées 15 portées par la chape intermédiaire 6 s'opposent au déplacement de cette chape intermédiaire selon l'axe Y et maintiennent les deux chapes 6 et 11 dans une position relative de translation centrée. Un pivot 16 parallèle à un axe Z perpendiculaire aux axes X et Y et lui-même parallèle à l'axe de l'alésage 2 est terminé par une rotule 17; il est monté coulissant dans une douille à billes 18 solidaire d'une cloche supérieure 19. La rotule 17 est maintenue dans un évidement sphérique de la chape supérieure 11 par une rondelle d'appui 20 fixée sur cette chape. Cette rondelle repose normalement dans une cloche inférieure 21 qui est solidaire de la cloche supérieure 19, et peut s'écarter de cette cloche 21 quand le pivot 16 coulisse dans la douille à billes 18. Quatre lames élastiques 22 sont fixées en croix à la cloche inférieure 21 et prennent appui sur des butées 23 portées par la rondelle d'appui 20.Ces lames maintiennent la chape supérieure 11 en position de translation centrée par rapport à la cloche inférieure 21; elles maintiennent également des positions centrées pour la rotation autour de l'axe X et autour de l'axe Y, deux lames agissant alors en flexion et deux en torsion. La rondelle d' appui 20 porte un ergot 24 qui est en butée contre une encoche 25 de la cloche supérieure 19 en limitant le mouvement de pivotement autour de l'axe Z. I1 n'est pas prévu de rappel pour la rotation autour 'de cet axe Z; en effet la position autour de cet axe peut être quelconque puisque la pièce 1 est cylindrique. Les axes X, Y et Z forment un triède trirectangle dont l'axe Z est l'axe de la pièce cylindrique 1 à insérer. La cloche supérieure 19 est fixée au robot. Un vibrateur électro-magnétique 26 est fixé sur l'un des côtés de la chape inférieure 5. Un contrepoids 27 fixé sur le côté opposé de la chape équilibre le poids du vibrateur. Ce vibrateur est agencé pour engendrer des vibrations à la fréquence de 50 HZ et dont l'amplitude, du même ordre de grandeur que le jeu entre la pièce 1 et l'alésage 2, est comprise entre 7 et 10 microns. En fonctionnement, le vibrateur 26 engendre au niveau de la pièce 1 des microvibrations qui facilitent son glissement dans l'alésage 2. te système compliant associé aux vibrations permet de compenser les défauts d'alignement entre la pièce et son alésage, avec des jeux d'insertion comprise entre 7 et 10 microns. Il va de soi que la présente invention ne doit pas être considérée comme limitée au mode de réalisation décrit et représenté mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. Revendications 1. Outil 1 de robot pour l'insertion d'une pièce cylindrique dans un alésage comportant trois degrés de liberté en translation selon trois directions X, Y et Z perpendiculaires entre elles et trois degrés de liberté en rotation autour de ces trois directions, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (26) pour soumettre la pièce à insérer à des micro vibrations pendant l'insertion. 2. Outil de robot selon la revendication 1, caractérisé en ce que les trois directions X, Y et Z forment un trièdre trirectangle dont l'un des axes est l'axe de la pièce cylindrique (1) à insérer. 3. Outil de robot selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de rappel élastique agissant à l'encontre des trois degrés de liberté en translation. 4. Outil de robot selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte, propre à saisir la pièce (1) à insérer, une pince (3) solidaire d'une chape inférieure (5) munie de deux douilles à billes (8) coulissant sur deux axes (7) selon la direction X eux-mêmes portés par une chape intermédiaire (6) qui porte également deux axes (12) orientés selon la direction Y sur lesquels coulissent deux douilles à billes (13) portées par une chape supérieure (11). 5. Outil de robot selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que deux ressorts à lames (9) sont fixés par l'une de leurs extrémités à la chape intermédiaire (6), leur autre extrémité étant en appui sur des butées (10) portées par la chape inférieure (5) et s'opposant au déplacement de la chape inférieure selon l'axe X. 6. Outil de robot selon la revendication 3 et la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que deux ressorts à lames (14) sont fixés par l'une de leurs extrémités à la chape supérieure (11), leur autre extrémité étant en appui sur des butées (15) portées par la chape intermédiaire (6) et s'opposant au déplacement de cette dernière selon l'axe Y. 7. Outil de robot selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la chape supérieure (11) comporte un logement pour une rotule (17) maintenue par une rondelle d'appui (20) solidaire de la chape (11), en ce que cette rotule (17) est prolongée par un pivot (16) monté coulissant dans une douille à billes (18) disposée selon l'axe Z et portée par une cloche supérieure (19), elle-même solidaire d'une cloche inférieure (21) sur laquelle repose la rondelle d'appui (20) et en ce que la cloche supérieure (19) est munie de moyens de fixation au robot. 8. Outil de robot selon la revendication 7, caractérisé en ce que quatre ressorts à lames (22), disposés en vis-à-vis selon les deux directions X et Y sont fixés par l'une de leurs extrémités sur la cloche inférieure (21), leur autre extrémité étant en appui sur des butées (23) portées par la rondelle d'appui (20) de manière à s'opposer à la translation selon l'axe Z et aux rotations autour des axes X et Y. 9. Outil de robot selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que la rotation de la chape supérieure (11) autour de l'axe Z est limitée par un ergot (24) porté par la rondelle d'appui (20) et venant en butée sur une encoche (25) de la cloche supérieure (19). 10. Outil de robot selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que la chape inférieure (5) porte un vibrateur électromagnétique (26) équilibré par un contrepoids (27). 11. Outil de robot selon la revendication 10, caractérisé en ce que le vibrateur (26) est propre à engendrer des microvibrations à la fréquence de 50HZ et dont l'amplitude, du même ordre de grandeur que le jeu entre la pièce à insérer (1) et son alésage (2) est comprise entre 7 et 10 microns.