Brevet FR2709999A1 — publié le 19950324

"VIREUR POUR MANOEWRER UN OBJET DANS L' ESPACE" La présente invention concerne un vireur destiné à manoeuvrer un objet dans l'espace. D'une manière générale, l'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le montage et l'assemblage d'objets, ou pièces, à chaque fois qu'il est nécessaire de les manoeuvrer afin de les mettre dans des positions idéales pour les assembler. Les domaines d'application de l'invention sont nombreux. On peut citer, par exemple, l'habillage des sièges d'automobiles ou des sièges d'ameublement, la mécano-soudure, le montage et le démontage de pièces complexes telles que moteurs à explosion, appareils électro-ménagers, etc. Actuellement, certains objets à monter ou assembler, comme les sièges d'automobiles par exemple, sont présentés à des postes successifs dans le but d'y subir diverses opérations. A chaque poste, l'opérateur est, le plus souvent, obligé de se déplacer par rapport au siège et de le tourner et retourner à la main afin de le placer dans l'espace dans une position permettant l'exécution convenable des tâches à réaliser. On notera cependant que ces conditions de travail ne sont pas parfaites car peu ergonomiques et pénibles pour l'opérateur qui doit fournir un certain effort physique pour manipuler le siège ou se déplacer autour de lui. Aussi, le problème technique à résoudre par l'objet de la présente invention est de proposer un vireur destiné à manoeuvrer un objet dans l'espace, qui permettrait une manipulation de l'objet sans effort important à fournir par l'opérateur, et qui serait très simple d'emploi, ergonomique et maniable. La solution au problème technique posé consiste, selon la présente invention, en ce que ledit vireur comporte: - un bras mobile en rotation autour d'un axe horizontal, - des moyens de blocage et des moyens de déblocage dudit bras mobile, - un plateau porté par le bras, formant réceptacle pour ledit objet, ledit plateau étant mobile en rotation autour d'un axe fixe par rapport au bras et orthogonal audit axe horizontal, - des moyens de blocage et des moyens de déblocage dudit plateau, - des moyens de serrage / desserage de l'objet sur le plateau. Ainsi, comme on le verra en détail plus loin, le vireur conforme à l'invention offre une grande possibilité de manoeuvres du fait, d'une part, que le bras mobile portant le plateau peut effectuer une rotation de plus de 3600 autour de l'axe horizontal, et, d'autre part, que le plateau lui-même peut être tourné également de plus de 3600 autour de l'axe orthogonal. La combinaison de ces deux mouvements de rotation permet de disposer, de manière très simple et pratiquement sans effort, l'objet dans n'importe quelle position et orientation dans l'espace. Selon un mode de réalisation avantageux, l'invention prévoit que le bras mobile est monté rotatif sur une colonne verticale coulissant dans un bâti à l'aide d'un moyen de réglage en hauteur. Ce troisième mouvement de l'appareil permet à l'opérateur de placer l'objet à manipuler à hauteur idéale, ce qui ajoute encore à l'ergonomie du vireur, objet de l'invention. L'opérateur n'a donc pratiquement plus à se déplacer, puisque c'est l'objet lui-même qui se déplace par rapport à l'opérateur. La grande variété de mouvements obtenue rend possible l'exécution d'un nombre plus important d'opérations sur le même poste, ce qui enrichit les tâches de l'opérateur. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. La figure 1 est une vue en perspective d'un vireur conforme à l'invention. La figure 2 est une vue de côté schématique du vireur de la figure 1. La figure 3 est une vue en perspective éclatée de la tête de rotation horizontale du bras mobile du vireur de la figure 1. La figure 4 est une vue en perspective des moyens de blocage et des moyens de déblocage de la tête horizontale de la figure 3. La figure 5 est une vue en coupe des moyens montrés à la figure 4. Les figures 6a et 6b sont des schémas fonctionnels des moyens montrés aux figures 4 et 5. La figure 7 est une vue en perspective des moyens de serrage/desserrage du vireur des figures 1 et 2. La figure 8 est une vue en coupe schématique le long de la ligne II-II des moyens de serrage/desserrage de la figure 7. Les figures 1 et 2 montrent, en perspective et en vue de côté, un vireur destiné à manoeuvrer dans l'espace un objet 1, représenté sur la figure 2. Ce vireur comporte un bras 100 mobile en rotation sur plus de 3600 autour d'un axe horizontal AH. Dans le mode de réalisation proposé, le bras 100 est constitué d'un montant vertical 101 et d'un montant horizontal 102. Ledit montant vertical 101 est mobile en rotation autour de l'axe horizontal AH par l'intermédiaire d'une tête 110, dite horizontale, disposée en partie supérieure d'une colonne verticale 200 coulissant dans un bâti 230 à l'aide d'un moyen de réglage en hauteur, ici un cric 220 utilisé manuellement. Bien entendu ledit moyen de réglage en hauteur pourrait tout aussi bien être, par exemple, un vérin oléo-pneumatique à bloqueur incorporé. La tête horizonale 110 comporte des moyens de blocage et des moyens de déblocage du bras 100 dans son mouvement de rotation qui seront décrits plus loin. Le montant horizontal 102 du bras 100 porte un plateau 200, non représenté sur la figure 1, formant réceptacle pour l'objet 1 à manoeuvrer. Le plateau 200 est mobile en rotation sur plus de 3600 autour d'un axe A0 fixe par rapport au bras 100 et orthogonal audit axe horizontal AH. Au cours du mouvement de rotation du bras autour de l'axe AH, l'axe orthogonal AO se déplace dans un plan vertical. Le plateau 200 est monté rotatif sur une tête 210, dite verticale, disposée en extrémité du montant horizontal 102, et qui, comme la tête horizontale 110, comporte des moyens de blocage et des moyens de déblocage du plateau dans son mouvement de rotation autour de l'axe AO. En combinant les deux mouvements de rotation dont il dispose, l'opérateur peut ainsi amener l'objet 1 dans la position la plus appropriée à la tâche à effectuer. La manoeuvre du bras 100 mobile est facilitée par la présence, en extrémité supérieure du montant vertical 101, d'un contrepoids 103 qui compense le poids de l'objet 1 à manipuler. Eventuellement, le contrepoids 103 est muni d'une poignée 104 de préhension, illustrée uniquement sur la figure 1. Les moyens de blocage et les moyens de déblocage du bras 100 et du plateau 200 vont maintenant être décrits en référence à la seule tête horizontale 110, étant entendu que la tête verticale 210 a exactement la même structure et contient les mêmes éléments que ceux de la tête horizontale 110. La seule différence réside dans le fait que les deux têtes sont disposées à 90" l'une de l'autre. Comme le montrent les figures 3,4, 5, 6a, 6b, le bras 100 est monté rotatif autour de l'axe AH au moyen d'un dispositif de type arbre/alésage dans lequel un arbre 111 solidaire du bras tourne dans un alésage 112 de la tête horizontale 110. Les moyens de blocage de l'arbre 111 dans l'alésage 112 sont constitués par une bague autobloquante 113 disposée autour de l'alésage et mise en oeuvre à l'aide de moyens élastiques de compression qui, dans l'exemple de réalisation proposé, sont des rondelles Belleville 114 agissant sur la bague autobloquante 113 par l'intermédiaire d'une bague 119 d'appui. D'une manière générale, les moyens de déblocage de l'arbre 111 dans l'alésage 112 sont réalisés par des moyens s'opposant à l'effort de compression développé par les moyens élastiques de compression, ici les rondelles Belleville 114. Plus particulièrement, les moyens de déblocage comprennent un levier 115 monté pivotant autour d'un axe fixe 118, et actionné par un vérin pneumatique 116. Ainsi, en tirant sur la bague 119 d'appui, le levier 115 vient comprimer les rondelles Belleville 114 et donc relâcher la bague autobloquante 113. L'arbre 111 devient libre de tourner en rotation et le bras 100 peut être à nouveau manipuler. Un capot 117 démontable recouvre la partie arrière de la tête horizontale 110 comprenant les moyens de blocage et les moyens de déblocage du bras 100. Le vérin 116 de blocage est commandé par une pédale 310 placée dans un boltier 300 qui comprend également une deuxième pédale 320 destinée à la commande du vérin de blocage de la tête verticale 210. Avantageusement, ledit boîtier 300 est orientable, ce qui permet à l'opérateur du vireur d'avoir toujours à sa portée les organes commandant les deux mouvements de rotation de l'appareil, quelle que soit sa position et en gardant constamment les deux mains libres pour la manoeuvre du vireur. Naturellement, les mouvements de rotation du vireur, objet de l'invention, pourraient tout aussi bien être effectuées non pas manuellement mais de manière automatique à l'aide de moteurs. Ce mode de réalisation permettrait, en outre, la programmation des mouvements. Ainsi, en position nominale, de travail ou à l'arrêt, l'appareil reste bloqué, qu'il soit alimenté en air ou non. Il ne se trouve en position débloquée que sous l'action des pédales de commande, lorsque l'opérateur désire changer d'orientation l'objet à manipuler. Les figures 7 et 8 représentent des moyens spécifiques de serrage/desserrage de l'objet 1 sur le plateau 200 comprenant, ici, un mors fixe 401 et un mors mobile 402. Le mors mobile est commandé, à partir d'un boitier 405 à deux positions placé dans le montant vertical 101, par un vérin 410 de serrage/ desserrage par l'intermédiaire de biellettes 403,404. Afin d'éviter que lesdits moyens de serrage/desserrage ne relâchent l'objet à manoeuvrer de manière intempestive, en cas de rupture de l'alimentation en air par exemple, il est prévu que le vérin 410 est muni d'un dispositif de sécurité tel qu'un clapet 411 anti-retour commandé pour ouvrir, de manière à pouvoir débloquer à volonté l'objet 1 du plateau 200. REVENDICATIONS 1 - Vireur destiné à manoeuvrer un objet (1) dans l'espace, caractérisé en ce qu'il comporte: - un bras (100) mobile en rotation autour d'un axe horizontal (AH), - des moyens (113,114) de blocage et des moyens (115,116) de déblocage dudit bras (100) mobile, - un plateau (200) porté par le bras (100), formant réceptacle pour ledit objet (1), ledit plateau étant mobile en rotation autour d'un axe (AO) fixe par rapport au bras et orthogonal audit axe horizontal (AH), - des moyens de blocage et des moyens de déblocage dudit plateau (200), - des moyens de serrage/desserrage de l'objet (1) sur le plateau (200). 2 - Vireur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bras (100) mobile est monté rotatif sur une colonne verticale (200) coulissant dans un bâti (230) à l'aide d'un moyen (220) de réglage en hauteur. 3 - Vireur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le bras (100) mobile comporte un contrepoids (103). 4 - Vireur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le bras (100) et le plateau (200) sont montés, chacun, rotatif au moyen d'un dispositif du type arbre (111)/ alésage (112), lesdits moyens de blocage étant constitués par une bague autobloquante (113) disposée dans l'alésage (112) et mise en oeuvre à l'aide de moyens élastiques (114) de compression. 5 - Vireur selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de déblocage sont constitués par des moyens (115,116) s'opposant à l'effort de compression développé par lesdits moyens élastiques (114) de compression. 6 - Vireur selon la revendication 5, caractérisé en que lesdits moyens de déblocage comprennent un levier (115) actionné par un vérin (116) de déblocage. 7 - Vireur selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit vérin (116) de déblocage est commandé par une pédale (310,320). 8 - Vireur selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite pédale (310,320) est placée dans un boîtier (300) orientable. 9 - Vireur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de serrage/desserrage de l'objet (1) sur le plateau (200) comprennent un mors fixe (401) et un mors mobile (402) commandé par un vérin (410) de serrage / desserrage. 10 - Vireur selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit vérin (410) de serrage/ desserrage est muni d'un dispositif (411) de sécurité anti-retour.