Brevet FR2724866A1 — publié le 19960329

La présente invention a pour objet un accastillage universel. Le terme - accastillage" se réfère ici & un poignet fixé, d'une part, sur un robot, et dans lequel est maintenu, d'autre part, un faisceau de câbles. Bien que des accastillages soient mis en oeuvre pour tous types de robots, l'accastillage de la présente invention est particulièrement destiné à des robots du type anthropomorphe, reproduisant les mouvements humains, et qui sont particulièrement exigeants en termes de contraintes mécaniques au niveau des accastillages. Les robots dont il s'agit sont utilise dans tous types d'industries, et notamment en construction mécanique, dans l'industrie automobile, et peuvent consister notamment en robots de soudage par points. Les faisceaux de câbles qui sont maintenus dans les accastillages sont généralement constitués de câbles électriques et de canalisations souples de transport de fluides. Les accastillages classiques connus à ce jour comportent une embase de fixation sur le robot, un are principal appelé ressort, fixé sur l'embase, et dont la fonction est d'absorber de manière plus ou moins élastique les contraintes mécaniques engendrées par les mouvements du robot, et une coquille montée à rotation sur le ressort, l'axe de rotation étant confondu avec l'axe défini par le ressort. On enserre les câbles en liaison fixe dans une rotule creuse consistant en un manchon, un centreur à rouleaux, un réducteur ou un répartiteur de câbles, cette rotule étant alors eli.- même introduite dans la coquille. Tout mouvement en translation du faisceau de câble par rapport & la coquille est proscrit.Cependant, de façon connue, la surface de guidage sphérique de la rotule coopere avec le creux sphérique de la coquille pour former une articulation, autorisant trois axes de liberté du faisceau par rapport & la coquille. Jéanicins, la liberté de mouvement du faisceau par rapport & la coquille s'exerce sur une plage angulaire limitée environ à + 15', par la butée du faisceau lui-même ou du manchon sur les bords de la coquille. D'autre part, en ce qui concerne la liberté de rotation de la rotule, et donc du faisceau, par rapport à l'are du faisceau luimême, il n'est pas souhaitable qu'elle s'exerce sur une plage angulaire trop large, ce qui provoquerait un enroulement des câbles du faisceau en hélice les uns par rapport aux autres, et donc une torsion néfaste.Dans de nombreuses applicatians, les différents câbles sont du reste toronnés. Auparavant, le brevet DE-C-34 34 899 décrivait un accastillage moins évolué, dans lequel un élément de serrage et de guidage cylindrique du faisceau tenait lieu de rotule. Cet élément cylindrique autorisait une liberté de rotation du faisceau autour de son propre axe, mais également sur une plage angulaire nécessairement limitée, pour les raisons évoquées cidessus. Ces accastillages classiques ne répondent plus & la montée en puissance et en vitesse de déplacement des actuelles et futures générations de robots industriels. En effet, on définit, sur les robots anthropornrphes, six axes de rotation numérotés 1 à 6 de manière connue, du "pied" du robot vers l'outil terminal. Or, il existe actuellement un besoin de monter les accastillages le plus près possible de cet outil, c'est-à-dire de l'axe 6 du robot qui lors du déplacement du bras, subit les accélérations intégrées des cinq autres axes. Or, les accastillages connus à ce jour sont totalement inadaptés à un montage sur l'axe 6 du robot, et même, bien qu'à un degré n'oindre, sur les axes 5 et 4 du robot. Rn effet, ces accastillages, utilisés dans de telles conditions, ne résistent pas aux contraintes mêcaniques, et leur durée de vie n'excède pas quelques jours. Ainsi, l'accastillage décrit dans le brevet DE-C-34 34 899 ne peut être monté qu'en axe 3, ou à la rigueur en are 4 de robots, constituant un point fixe pour le faisceau tubulaire. Il ne peut en aucun cas etre monté sur l'are 6 des robots, sauf à limiter de manière inacceptable l'angle de rotation de cet axe, qui atteint t 300', voire + 540 pour certains robots. En conséquence, un nouvel accastillage universel, répondant aux contraintes d'un montage sur les axes 4, 5, et, dans une moindre mesure 6 du robot, a été conçu. La présente invention a pour obJet un accastillage pour robot industriel, constitué - d'une embase de fixation sur le robot, - d'un bras de liaison inter-axes essentiellement en quart de cercle, monté par sa première extrémité, tangentiellement et a rotation selon un premier are normal audit quart de cercle, sur l'embase de finition étant positionnée à l'extérieur dudit quart de cercle, et - d'une coquille montée tangentielle & l'intérieur dudit quart de cercle, et à rotation selon un second axe perpendiculaire et coplanaire audit premier axe, sur la seconde extrémité du bras de liaison inter-axes. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le premier axe et le second axe de liberté sont montés sur roulements a double rangée de billes, à contact oblique; - le bras de liaison inter-axes et la coquille sont réalisés en un élastomère de polyéther polytétra- méthylèneglycol et de toluylène di-isocyanate réticulé avec une diamine aromatique; - la coquille comporte un évidement qui la traverse de part en part globalement selon l'axe du faisceau de câbles, la partie centrale de cet évidement pur notant une surface de guidage sphérique; - la coquille est en deux parties fractionnables;; - les cibles constituant le faisceau destiné à être maintenu dans l'accastillage sont enserrés en liaison fixe dans une rotule creuse presentant une surface extérieure de guidage sphérique et qui est sîle-meme introduite dans la coquille; - ladite rotule consiste en un manchon, un centreur à rouleaux, un réducteur ou un répartiteur de câbles. L'invention sera mieux comprise à la lumière des dessins en annexe, dans lesquels - la figure 1 est une représentation schématique d'un robot industriel dit anthropomorphe; - la figure 2 est une vue de profil en coupe de l'accastillage universel selon l'invention; - les figures 3a, 3b, 3c et 3d représentent en perspective plusieurs types de rotules, à savoir respectivement, un manchon, un centreur à rouleaux, un réducteur et un répartiteur de câbles. Sur la figure 1 ont été représentés les axes de liberté d'un robot anthropomorphe, désignes de façon connue axes 1 à 6. En référence à la figure 2, un accastillage universel est constitué d'une embase 1 de fixation sur le robot, d'un bras de liaison inter-axes 2 et d'une coquille 3. Chacun de ces constituants 1, 2 et 3 est réaliste en un élastomère de polyéther polytétramèthylèneglycol et de toluylène di-isocyanate réticulé avec une diamine aromatique, commercialisé par la société Cat7 Poly r - sous la marque déposée ELADIP-, référence H 315. Cette matière est un polymère technique d'une durete exceptionnelle (dureté Shore A = 99 8h A + 0,5; dureté Shore D = 73 Sh D + 2). En particulier, le bras de liaison inter-axes 2 ainsi constitué est capable d'amortir les chocs dus à de très fortes accélérations. Le bras de liaison inter-axes 2 est libre de rotation par rapport à l'embase 1, c'est-à-dire selon l'axe vertical 4. La coquille 3 est libre de rotation par rapport au bras de liaison inter-axes 2, suivant un axe horizontal 5. Ces deux axes de liberté sont montés sur roulements (12) à double rangée de billes, à contact oblique, ce qui procure une longévité maximale. La coquille 3 est constituée de deux parties fractionnables 3a et 3b. La partie 3a est celle qui est montée sur le bras de liaison inter-axes 2. Telle est articulée sur la partie 3b au moyen d'un axe 6. Les parties 3a et 3b sont fixées l'une sur l'autre au moyen d'une grenouillère 7 métallique. En référence aux figures 3a, 3b, 3c et 3d comoinees à la figure 2, le montage du faisceau dans sa rotule 8, 9, 10 ou 11, puis de celle-ci dans la coquille 3, est décrit à présent. Le manchon 8 représenté en figure 3a est traverse d'un évidement cylindrique. Il comprend une partie centrale extrêmement rigide, flanquée de part et d'autre de deux prolongements latéraux sensiblement tubulaires, d'épaisseurs décroissantes, de manière à assurer un gradient de souplesse. Le faisceau de câbles éventuellement toronnés, non représente, y est introduit à force. Le centreur à rouleaux 9 de la figure 3b et le réducteur 10 de la figure 3c sont tous deux constitues de deux parties fractionnables, que l'on démonte avant d'y introduire le faisceau, puis que l'on fixe a nouveau 1'une à l'autre,, par vissage ou tout autre Doyen approprié, en assurant le serrage du faisceau dans le centreur à rouleaux 9 ou le réducteur 10. Dans le répartiteur de câbles 11 représente csn figure 3d, chacun des câbles constituant le faisceau est inséré à force dans un évidement individuel cylindrique de dimension correspondante, ménagé à la circonférence du répartiteur 11, qui est plein en son centre. Chacune de ces rotules 8, 9, 10 et 11 présente une surface extérieure de guidage sphérique qui, associée a la surface intérieure sphérique en creux de la coquille 3, dans laquelle la rotule est introduite, fors une articulation. L'accastillage universel de la présente invention peut être monté en axes 4, 5 et 6 de robots, avec une durée de vie considérablement accrue dans tous les cas de figure. REVENDICATIONS 1.- Accastillage pour robot industriel, caractérisé en ce qu'il est constitué - d'une embase - d'un bras de liaison inter-axes (2) essentisîlement en quart de cercle, monté par Sa première extrémité, tangentiellement et à rotation selon un premier axe de fixation étant positionnée à l'extérieur dudit quart de cercle, et - d'une coquille 2.- Accastillage pour robot industriel selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier axe (4) et le second axe (5) de liberté sont montés sur roulements 3.- Accastillage pour robot industriel selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le bras de liaison inter-axes 4.- Accastillage pour robot industriel selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la coquille 5.- Accastillage pour robot industriel selon la revendication 4, caractérisé en ce que la coquille 6.- Accastillage pour robot industriel colon la revendication 4, caractérisé en ce que les câbles constituant le faisceau qui doit y être maintenu sont enserrés en liaison fixe dans une rotule creusas 7.- Accastillage pour robot industriel selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite rotule consiste en un manchon (8). 8.- Accastillage pour robot industriel selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite rotule consiste en un centreur & rouleaux . 9.- Accastillage pour robot industriel selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite rotule consiste en un réducteur 10.- Accastillage pour robot industriel selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite rotule consiste en un répartiteur de câbles .