Brevet FR2724865A1 — publié le 19960329

La présente invention a pour objet un accastilla8e a usage sévère. 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 huais, et qui sont particulièrement exigeants en terse de contraintes mécaniques au niveau des accastillages. Les robots dont il s'agit sont utilisés 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 cibles 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 axe principal appelé ressort, fixé sur l'embase, et dont la fonction est d'absorber de manière plus ou soins élastique les contraintes mécaniques engendrées par les mouvements du robot, et une coquille montée & rotation sur ie 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 ellemême introduite dans la coquille. Tout mouvement en translation du faisceau de câble par rapport à la coquille est proscrit.Cependant, de façon connue, la surface de guidage sphérique de la rotule coopère avec le creux sphérique de la coquille pour forer une articulation, autorisant trois axes de liberté du faisceau par rapport a la coquille. Jéannoins, 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-aa 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'axe du faisceau lui- même, il n'est pas souhaitable qu'elle s'exerce sur une plage angulaire trop large, ce qui provoquerait un enroulement des cibles du faisceau en hélice les uns par rapport aux autres, et donc une torsion néfaste. Dans de nombreuses applications, les différents câbles sont du reste toronnés. Auparavant, ie 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 égaiement sur une plage angulaire nécessairement inimitée, pour les raisons évoquées cidessus. Ces accastiiiages classiques ne répondent plus à la montée en puissance et en vitesse de déplacement des actuelles et futures générations de robots industriels. En effet, on définit, sur les robots anthroposorphes, six axes de rotation numérotés 1 à 6 de manière connue, du "pied" du robot vers i'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 & un montage sur l'axe 6 du robot, et même, bien qu'à un degré moindre, sur les axes 5 et 4 du robot.En effet, ces accastillages, utilisés dans de telles conditions, ne résistent pas aux contraintes mécaniques, 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 axe 4 de robots, constituant un point fixe pour le faisceau tubulaire. Il ne peut en aucun cas être monté sur l'axe 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, des recherches intensives ont été effectuées, et ont abouti a la conception d'un nouvel accastillage & usage sévère pouvant etre monté sur l'axe 6, et & plus forte raison sur l'axe 5 ou 4 de robots, avec une durée de vie Jamais atteinte dans de telles conditions. La présente invention a pour objet un accastillage pour robot industriel, caractérisé en ce qu'il est constitué - d'une embase de fixation sur le robot, - d'une partie centrale de liaison inter-axes montée à rotation selon un premier axe sur l'embase de fixation, - de deux coquilles symétriques l'une de l'autre par rapport audit premier axe et montées à rotation selon un second axe unique, perpendiculaire et coplanaire audit premier axe, de part et d'autre de la partie centrale de liaison inter-axes. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - les trois axes de liberté sont montes sur roulements à double rangée de billes, & contact oblique; - chaque coquille comporte un évident qui la traverse de part en part globalement selon l'axe du faisceau de câbles, la partie centrale de cet évidement présentant une surface de guidage sphérique; - chaque coquille est en deux parties fractionnables; - les câbles constituant chacun des deux iaisceaux destinés à être maintenus dans l'accastillage sont enserrés en liaison fixe dans une rotule creuse présentant une surface extérieure de guidage sphérique, et qui est elle-même introduite dans l'une des deux coquilles; - ladite rotule consiste en un manchon, un centreur à rouleaux, un réducteur ou un répartiteur de câbles. L'invention sera mieux comprise & la lunlére des dessins en annexe, dans lesquels - ia figure t est une représentation schéatique d'un robot industriel dit anthropomorphe; - ia figure 2 est une vue de face en coupe partielle de l'accastillage à usage sévère 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 i ont été représentés les axes de liberté d'un robot anthropomorphe, désignés de façon connue axes ; à 6. En référence à la figure 2, un accastillage & usage sévère est constitué d'une embase I de fixation sur le robot, d'une partie centrale de liaison inter-axes 2 et de deux coquilles 3 et 3' Chacun de ces constituants 1, 2, 3 et 3' est réalisé en un élastomère de polyether polytétraméthylèneglycol et de toluylêne di-isocyanate réticulé avec une diamine aromatique, commercialisé par la société Caty Polymères sous la marque déposée ELADIPs, référence E 315. Cette matière est un polymère technique d'une dureté exceptionnelle Shore A = 99 Sh A + 0,5; dureté Shore D = 73 sh D + 2). La partie centrale de liaison inter-axes 2 est libre de rotation par rapport à 1'embase 1, c'est- & dire selon l'axe vertical 4. Les coquilles 3 et 3' sont libres de rotation par rapport à la partie centrale de liaison inter-axes 2, suivant un axe horizontal 5. Les trois axes de liberté sont montés sur roulements à double rangée de billes 12, à contact oblique, ce qui procure une longévité maximale. Chacune des deux coquilles 3 et 3' est constituée de deux parties fractionnables 3a, 3b, respectivement 3'a, 3'b. Les parties 3a et 3'a sont celles qui sont montées sur la partie centrale de liaison inter-axes 2. Elles sont articulées sur les parties 3b, respectivement 3'b au moyen d'axes 6 et 6'. Les parties 3a et 3b, d'une part, 3'a et 3'b d'autre part sont fixées l'une sur l'autre au moyen de grenouillères 7 et 7' métalliques. En référence aux figures 3a, 3b, 3c et 3d combinées & la figure 2, ie montage d'un faisceau dans sa rotule 8, 9, 10 ou 11, puis de celle-ci dans la coquille 3 ou 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 prolangements latéraux sensiblement tubulaires, d'épaisseurs décroissantes, de manière à assurer un gradient de souplesse. Le faisceau de câbles éventuellement toronnés, non représenté, y est introduit a force. Le centreur a rouleaux 9 de la figure 3b et le réducteur 10 de la figure 3c sont tous deux constitués de deux parties fractionnables, que l'on démonte avant d'y introduire le faisceau, puis que l'on fixe à nouveau l'une à l'autre, par vissage ou tout autre moyen approprié, en assurant ie serrage du faisceau dans le centreur 9 rouleaux &commat; 9 ou le réducteur 10. Dans le répartiteur de câbles Il représenté en figure 3d, chacun des câbles constituant le faisceau est insére à force dans un évidement individuel cylindrique de dimension correspondante, ménagé à la circonférence du répartiteur li, qui est plein en son centre. Chacune de ces rotules 8, i, 10 et 11 présente une surface extérieure de guidage sphérique qui, associée à la surface intérieure sphérique en creux de la coquille 3 ou 3', dans laquelle la rotule est introduite, forez une articulation. L'accastillage à usage sévère de la présente invention peut être monté en axe 6, et à plus forte raison en axes 5 et 4 de robots avec une durée de vie considérablement accrue dans tous les cas de figure, par rapport à tous les accastillages connus & ce jour. REYEDICATIOS 1.- Accastillage pour robot industriel, caractérisé en ce qu'il est constitué - d'une embase (1) de fixation sur le robot, - d'une partie centrale de liaison inter-axes - de deux coquilles (3, 3') symétriques l'une de l'autre par rapport audit premier axe 2.- Accastillage pour robot industriel selon la revendication 1, caractérisé en ce que les trois axes de liberté sont montés sur rouiements (12) à double rangée de billes, à contact oblique. 3.- Accastillage pour robot industriel selon la revendication i ou 2, caractérisé en ce que la partie centrale de liaison inter-axes (2) et les coquilles (3, 3') sont réalisées en un élastomère de polyéther polytétramethyléneglycol et de toluyléne di-isocyanate réticulé avec une diamine aromatique. 4.- Accastillage pour robot industriel selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque coquille (3, 3') comporte un évidement qui la traverse de part en part globalement selon l'axe du faisceau de câbles, la partie centrale de cet évidement présentant une surface de guidage sphérique. 5.- Accastillage pour robot industriel selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque coquille (3, 3') est en deux parties fractionnables 6.- Accastillage pour robot industriel selon la revendication 4, caractérisé en ce que les câbles constituant chacun des deux faisceaux qui doivent y être maintenus sont enserrés en liaison fixe dans une rotule creuse (8, 9, 10, 11) présentant une surface extérieure de guidage sphérique, et qui est elle-meme introduite dans l'une des deux coquilles 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 à rouleaux 9.- Accastillage pour robot industriel selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite rotule consiste en un réducteur (10). 10.- Accastillage pour robot industriel selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite rotule consiste en un répartiteur de câbles