Brevet FR2703940A1 — publié le 19941021

La présente invention concerne une unité linéaire pour la manipulation automatique de pièces. Il est connu, dans des unités linéaires électriquement entraînées pour l'entraînement dans la direction X, de5 brider, sur un chariot (corps de base), un moteur électrique qui s'engage, par un pignon agencé de façon solidaire en rotation sur l'arbre du moteur, dans une courroie crantée s'étendant en direction longitudinale, la courroie crantée, par ses extrémités, étant fixée, à chaque fois, dans des10 dispositifs aux extrémités d'une barre profilée creuse. La rotation de l'arbre du moteur permet en conséquence un mouvement du chariot sur la barre profilée. Pour le mouve- ment en direction Y, il est connu d'effectuer des mouvements de rotation d'un module mis en place sur le bout de l'arbre,15 au moyen d'un arbre entraîné en rotation et traversant la barre profilée en direction longitudinale, à l'extrémité de la barre profilée à laquelle l'arbre fait saillie de celle- ci. Dans des cas déterminés, de tels mouvements de rotation ne suffisent cependant pas pour effectuer les manipulations20 à chaque fois souhaitées. Ainsi, tous les mouvements, à part un mouvement de rotation, ne peuvent pas être effectués avec l'unité linéaire connue (brevet EP-0 391 310). La pratique réclame de tels mouvements de manipulation, à savoir de pouvoir effectuer des étapes de travail, comme par25 exemple le montage, la palettisation, l'équipement de pièces, le vissage, le triage, la vérification, et analogue. La présente invention a pour but de fournir une unité linéaire qui permet, outre des mouvements de rotation, des mouvements d'avance de l'élément portant le module au moins30 dans une des directions axiales X, Y et Z. A cet effet, l'unité linéaire pour la manipulation automati- que de pièces, comportant des moyens d'entraînement agissant au moins en direction X et en direction Y, qui sont consti- tués d'un chariot glissant sur une barre profilée, sur5 lequel est agencé un moteur électrique et qui est relié, en entraînement, à un moyen de traction, ainsi qu'un arbre, pouvant être entraîné en rotation, traversant la barre profilée en direction longitudinale, duquel le mouvement d'entraînement en direction Y est dérivé, est remarquable,10 selon l'invention, en ce que, sur l'extrémité de tête, limitant le mouvement en X, de la barre profilée, il est prévu un boîtier modulaire, qui reçoit un second pignon agencé de façon solidaire en rotation sur l'arbre, en ce que le second pignon s'engage dans une crémaillère guidée et15 montée dans le boîtier modulaire, et en ce que, aux extrémi- tés de la crémaillère, sont agencés, à chaque fois, des modules pour les outils de manipulation, qui sont adaptés à la pièce respective. Les avantages obtenus grâce à l'invention consistent en particulier en ce que le mouvement rotatif de l'arbre peut être exploité pour dériver d'autres mouvements, en ce que, cependant, grâce à des mesures constructives simples, aussi bien un mouvement rotatif qu'également un mouvement radial peuvent être effectués en même temps ou seulement l'un des25 deux. Ces possibilités de mouvement supplémentaires autori- sent, par exemple, la dépose radiale, l'enfichage ou le retrait d'un objet. La puissance de l'unité linéaire est augmentée, pour une construction légère et, ainsi, une fréquence élevée, en ce30 que, entre l'extrémité de tête et le boîtier modulaire, il est agencé un boîtier de palier pour recevoir un roulement supportant l'arbre. Une unité linéaire légère et rapide est également obtenue en ce que, sur l'extrémité, opposée au boîtier modulaire, de la barre profilée, à l'extrémité de tête située à cet endroit, sont bridés un dispositif à commutateur de fin de course,5 ainsi que, s'y raccordant, le moteur d'entraînement pour l'arbre. La compacité de l'unité linéaire est encore favorisée en ce que, dans le chariot glissant sur la barre profilée, il est prévu un dispositif de mesure de course. L'unité linéaire selon l'invention peut être adaptée, en pratique, aux conditions locales en ce que le moteur élec- trique entraînant le moyen de traction pour le chariot peut être monté, au choix, sur un bout d'arbre faisant saillie du chariot, qui est démontable. Il est avantageux pour la fabrication et le montage que le boîtier modulaire soit muni d'un couvercle pouvant être monté ou démonté en direction axiale de l'arbre. La position du chariot peut être appelée en ce que les deux extrémités de tête, limitant la longueur de la barre profi- lée, sont munies de fiches pour des commutateurs de fin de course. L'unité linéaire peut couvrir un domaine d'utilisation encore plus large en ce que le chariot est déplaçable en direction Z. Pour cela, une autre unité linéaire peut être utilisée ou, par exemple, également un guidage parallèle connu et construit sous le nom "Quadriga", qui est formé de plusieurs unités linéaires reliées transversalement l'une à l'autre, comme par exemple des vérins actionnés pneumatique- ment, sans tige de piston. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue d'ensemble de l'unité linéaire. La figure 2 est une vue de dessus de l'unité linéaire selon la figure 1. La figure 3 est une représentation de détail agrandie de l'extrémité droite de l'unité linéaire, à laquelle le module est fixé. La figure 4 est une coupe transversale médiane selon la ligne IV-IV de la figure 3. L'unité linéaire sert pour la manipulation automatique de pièces dans les directions X et Y, à l'aide de moyens d'entraînement. Sur une barre profilée creuse 1, glisse un chariot 2. Sur le chariot 2, est bridé un moteur électrique15 3 qui permet de déplacer le chariot 2. Le moteur électrique 3 possède un pignon 4, qui n'est pas visible en détail et qui s'engage dans une courroie crantée 5. La courroie crantée 5 s'étend, de façon tendue, entre les extrémités de tête la et lb de la barre profilée 1. Le chariot 2 peut être20 déplacé en direction X à l'aide de ce moyen d'entraînement. Un arbre 6, traversant la barre profilée 1 en direction longitudinale, est entraîné en rotation au moyen d'un entraînement électrique 7, grâce à quoi on obtient une composante d'entraînement dans la direction Y. Cette direc- tion d'entraînement est à présent fournie, selon l'inven- tion, en ce que, sur l'extrémité de tête lb, limitant le mouvement en X, de la barre profilée 1, il est prévu un boîtier modulaire 8 qui reçoit un second pignon 9 agencé de façon solidaire en rotation sur l'arbre 6. De plus, le30 second pignon 9 s'engage dans une crémaillère 10 guidée et montée dans le boîtier modulaire 8. Aux extrémités 10a et b de la crémaillère 10, sont agencés, à chaque fois, des modules lia et/ou llb pour des outils de manipulation, qui sont adaptés à la pièce respective à transporter, à monter, à palettiser, à équiper, à visser, à trier ou à examiner. Entre l'extrémité de tête lb et le boîtier modulaire 8, il est agencé un boîtier de palier 12 pour la réception d'un roulement 13 supportant l'arbre 6, qui est constitué d'un palier à rouleaux coniques pour recevoir des forces élevées en direction axiale et en direction radiale. A côté du chariot 2, il existe généralement suffisamment d'espace pour agencer différents appareils. L'extrémité, opposée au boîtier modulaire 8, de la barre profilée 1 présente un dispositif à commutateur de fin de course 14 pour l'axe Y, ainsi que, raccordé à celui-ci, le moteur15 d'entraînement 7 pour l'arbre 6. Dans la mesure o les conditions de démultiplication le nécessitent, une transmis- sion amont 7a est encore associée au moteur d'entraînement 7. Le chariot 2, avec le système d'entraînement se trouvant à l'intérieur de celui-ci, constitué du premier pignon 4 et de la courroie crantée 5a entourant celui-ci, est de plus approprié pour recevoir un dispositif de mesure de course 15, constitué, comme on le voit sur la figure 1, d'un dispositif à fiche 15a et d'un évidement 15b pour une tête de mesure 15c. Comme on le voit sur la figure 2, le moteur électrique 3 pour le moyen de traction 5 peut être agencé, au choix, sur un côté ou l'autre, sur le chariot 2 fixe relativement à la direction X, ce qui est rendu remarquable par un second bout30 d'arbre en saillie 16, qui peut être démontable. Le boîtier modulaire 8 (figures 3 et 4) est relié, par l'intermédiaire du boîtier de palier 12, à l'extrémité de tête lb. A l'intérieur, le second pignon 9 est monté sur un premier bout d'arbre 6a, qui peut également former une5 partie séparée de l'arbre 6, en étant alors relié à l'arbre 6 au moyen d'une goupille 6b. La crémaillère 10 s'étend à travers une ouverture continue 10c, facilement réalisable, et est fixée de façon correspondante. Le boîtier modulaire 8 est muni d'un couvercle 18 montable et démontable en direc-10 tion axiale 17 de l'arbre 6. Pour des travaux de montage, des fiches pour des commuta- teurs de fin de course 19 sont à chaque fois prévues aux extrémités de tête la et lb. Comme montré, le chariot 2 peut être également déplaçable en direction Z sur une voie de guidage 20. Ainsi, on obtient alors un déplacement global de toute l'unité linéaire dans la direction Z. REVENDICATIONS 1. Unité linéaire pour la manipulation automatique de pièces, comportant des moyens d'entraînement agissant au moins en direction X et en direction Y, qui sont constitués d'un chariot glissant sur une barre profilée, sur lequel est5 agencé un moteur électrique et qui est relié, en entraînement, à un moyen de traction, ainsi qu'un arbre, pouvant être entraîné en rotation, traversant la barre profilée en direction longitudinale, duquel le mouvement d'entraînement en direction Y est dérivé,10 caractérisée en ce que, sur l'extrémité de tête (lb), limitant le mouvement en X, de la barre profilée (1), il est prévu un boîtier modulaire (8), qui reçoit un second pignon (9) agencé de façon solidaire en rotation sur l'arbre (6), en ce que le second pignon (9) s'engage dans une crémaillère (10) guidée et montée dans le boîtier modulaire (8), et en ce que, aux extrémités (10a,10b) de la crémaillère (10), sont agencés, à chaque fois, des modules (lla,llb) pour les outils de manipulation, qui sont adaptés à la pièce respec- tive. 2. Unité linéaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que, entre l'extrémité de tête (lb) et le boîtier modulaire (8), il est agencé un boîtier de palier (12) pour recevoir un roulement (13) supportant l'arbre (6). 3. Unité linéaire selon une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que, sur l'extrémité, opposée au boîtier modulaire (8), de la barre profilée (1), sur l'extrémité de tête située à cet endroit (la), sont bridés un dispositif à commutateur de fin de course (14), ainsi que, s'y raccor- dant, le moteur d'entraînement (7) pour l'arbre (6). 4. Unité linéaire selon une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que, dans le chariot (2) glissant sur la barre profilée (1), il est prévu un dispositif de mesure de course (15). 5. Unité linéaire selon une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le moteur électrique (3) entraînant le moyen de traction (5) pour le chariot (2) peut être monté, au choix, sur un second bout d'arbre (16) faisant saillie du chariot (2), qui est démontable. 6. Unité linéaire selon une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le boîtier modulaire (8) est muni d'un couvercle pouvant être monté et démonté (18) en direc- tion axiale (17) de l'arbre (6). 7. Unité linéaire selon une des revendications i à 6, caractérisée en ce que les deux extrémités de tête (la,lb), limitant la longueur de la barre profilée (1), sont munies de fiches pour des commutateurs de fin de course (19). 8. Unité linéaire selon une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le chariot (2) est déplaçable en direction Z.