Brevet FR2789925A1 — publié le 20000825

DISPOSITIF POUR LE TRANSPORT D'OBJETS. La présente invention à pour objet un dispositif pour le transport d'objets entre une aire de stockage et une aire d'utilisation et inversement; plus particulièrement l'invention concerne un dispositif transfert assurant le transport d'un outil d'usinage entre un magasin porte-outil et la broche d'une machine- outil, ce dispositif de transfert comportant un bras manipulateur accouplé à un mécanisme d'actionnement assurant son déplacement dans l'espace selon une trajectoire et une vitesse toutes deux imposées, ce bras étant en outre doté selon l'une au moins de ses extrémités d'un dispositif de préhension d'outil. On connaît déjà de tels dispositifs de transfert. Typiquement ces derniers sont conçus pour communiquer au bras manipulateur, deux types de mouvement combinés ou séquences à savoir un mouvement de translation et un mouvement de rotation. Le principal inconvénient des dispositifs connus réside dans un encombrement important. De plus dans la plupart des systèmes existants, les mouvements de translation et rotation ne sont pas obtenus à partir d'un seul et même mouvement. La présente invention a pour objet de pallier les inconvénients précédemment évoqués en mettant en oeuvre un dispositif de transport peu encombrant pour lequel les mouvements de translation et rotation sont obtenus à partir d'un seul et même mouvement de rotation. A cet effet le dispositif de transport d'objet entre une aire de stockage et une aire d'utilisation et inversement, comprenant un bras manipulateur dont une des deux extrémités au moins est munie d'un organe de préhension, ledit bras étant accouplé à un mécanisme d'actionnement assurant son déplacement dans l'espace entre l'aire de stockage et l'aire d'utilisation selon des trajectoires et des vitesses imposées, se caractérise essentiellement en ce que le mécanisme d'actionnement est constitué par une came d'entraînement et par une came de guidage, mobiles l'une par rapport à l'autre, possédant respectivement un chemin d'entraînement et un chemin de guidage sur lesquels roulent respectivement un galet d'entraînement et un galet de guidage, montés tous deux en rotation sur un même axe fixé à un support de bras, fixé au bras manipulateur ledit support de bras étant guidé en translation et rotation et l'une des dites cames étant accouplée à un organe moteur Selon une autre caractéristique de l'invention, la came de guidage est fixe et la came d'entraînement est mobile. Selon une autre caractéristique de l'invention, la came d'entraînement est montée dans la came de guidage. Selon une autre caractéristique de l'invention, les deux cames sont de forme générale cylindrique sont montées coaxialement l'une dans l'autre ce qui réduit l'encombrement. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'une forme préférée de réalisation donnée à titre d'exemple non limitatif en se référant aux dessins annexés en lesquels: la figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif selon l'invention, - la figure 2 est une vue montrant le développé du chemin d'entraînement de la came d'entraînement, - la figure 3 est une vue montrant le développé du chemin de guidage de la came de guidage. Tel que représenté le dispositif selon l'invention, pour le transport d'objets par exemple des outils, entre un magasin d'outils et la broche d'une machine- outil et inversement comprend un bras manipulateur I mobile dans l'espace, dont une des deux extrémités au moins est équipée d'un organe de préhension de l'objet à transporter. Ce bras manipulateur est accouplé à un mécanisme d'actionnement 2 qui assure son déplacement dans l'espace entre le magasin et la broche de la machine-outil et inversement selon une trajectoire et des vitesses imposées. Conformément à l'invention, le mécanisme d'actionnement est constitué par une came d'entraînement 3 possédant un chemin d'entraînement 3a et par une came de guidage 4 possédant un chemin de guidage 4a, ces deux cames 3, 4 étant montées de manière mobiles l'une par rapport à l'autre. Le mécanisme d'actionnement comprend de plus un support 5 de bras auquel est fixé le bras manipulateur 1, ce support de bras comportant un axe 6 horizontal sur lequel sont montés en rotation un galet d'entraînement 7 et un galet de guidage 8. Le galet d'entraînement 7 prend appui sur le chemin d'entraînement 3a tandis que le galet de guidage prend appui sur le chemin de guidage 4a et est destiné à rouler sur ce dernier. Comme on peut le voir en figure 1, la came de guidage est fixe et est solidaire du bâti du mécanisme d'actionnement. La came d'entraînement est quant à elle mobile et est accouplée à un organe moteur. Dans la forme préférée de réalisation, les deux cames 3, 4 sont de formes générales cylindriques et la came d'entraînement 3 est montée en rotation dans la came de guidage 4, les deux cames étant coaxiales. La came de guidage 4 est constituée par une paroi sans fin, verticale, et présente une section droite en forme de couronne circulaire. Par sa rive inférieure, cette came est installée et fixée sur un corps support 10 du bâti. De plus par sa rive inférieure, la came est disposée autour de l'embouchure supérieure d'un alésage traversant 11, vertical, pratiqué dans le corps support 10. Le chemin de guidage 4a de la came 4 est constitué de préférence par la face latérale inférieure d'une lumière oblongue 4b traversante creusée dans la paroi sans fin selon toute l'épaisseur de cette dernière. La came d'entraînement 3 se présente sous une forme générale cylindrique. Le chemin d'entraînement 3a est constitué par la face latérale inférieure d'une rainure 3b creusée dans la came depuis la face externe cylindrique de cette dernière. La came d'entraînement comprend selon son axe longitudinal de symétrie, une portée cylindrique inférieure de guidage 12 et un alésage cylindrique supérieur de guidage 13. Par la portée cylindrique inférieure 12, la came est guidée en rotation dans deux paliers à bille 14 montés dans l'alésage traversant 11 du corps support 10. Par l'alésage cylindrique supérieur 13, la came d'entraînement 3 est guidée sur un palier à bille 15 monté en fixation en extrémité inférieure d'une colonne cylindrique de guidage 16, verticale, fixée à un disque fixé à la came de guidage 4. Sur cette colonne est engagé un palier de guidage 17 pratiqué de manière traversante dans le support 5 de bras. Cette colonne assure donc le guidage du support de bras tant en translation qu'en rotation. Sous les paliers de guidage 14, la portée inférieure 12 de la came est accouplée à l'arbre de sortie rotatif d'un organe moteur, non représenté, par exemple un moteur électrique. Préférentiellement, l'arbre de sortie du moteur est accouplé à la portée inférieure 12 de la came 3 par l'intermédiaire d'une transmission de mouvement constituée par un premier pignon fixé en rotation et translation sur l'arbre de sortie du moteur et par un second pignon fixé en rotation et translation sur la portée inférieure 12, les deux pignons étant engrenés l'un avec l'autre. Le support de bras 5 présente une forme de cloche ouverte vers le bas, présentant une surface interne cylindrique par laquelle il vient autour de la came de guidage 4. Ce support de bras 5, dans l'axe de la forme de cloche, est pourvu du palier de guidage 17. L'axe 6 support de galet est fixé par encastrement au support de bras, s'étend de manière radiale dans la forme de cloche et pénètre dans la lumière 4b et dans la rainure 3b. Les galets 7 et 8 sont montés de manière libre en rotation et fixe en translation sur l'axe support 6. Selon la forme préférée de réalisation, le développé du chemin de came de guidage 4a forme un U, tandis que le développé du chemin d'entraînement 3a forme un Vé. Ainsi le chemin de guidage 4a comporte deux segments de chemin verticaux dont la longueur détermine la valeur du déplacement vertical du bras et un segment de chemin horizontal se développant selon un arc de circonférence de cercle. Le chemin d'entraînement 3a comporte deux segments de chemin inclinés formant un angle aigu. Sous l'effet de la rotation de la came d'entraînement 3, le segment incliné correspondant exerce une poussée radiale sur le galet d'entraînement 7. Sous l'effet de cette poussée, le galet de guidage 8 est déplacé sur le chemin de guidage 4a d'abord dans la partie horizontale de ce dernier puis dans la partie verticale correspondante. Le chemin de guidage en U 4 détermine un déplacement du bras selon un cycle en U à savoir une rotation du bras selon un demi-tour puis un mouvement ascendant vertical du bras ensuite un mouvement vertical descendant de ce dernier, un mouvement de rotation en sens inverse selon un demi-tour un mouvement vertical ascendant et enfin un mouvement descendant vertical. Sous l'effet conjugué du mouvement de rotation de la came d'entraînement 3 et de la poussée exercée par le segment incliné correspondant du chemin d'entraînement3a sur le galet d'entraînement 7, le galet de guidage 8 est déplacé dans le segment horizontal du chemin de guidage 4a puis dans le segment vertical de ce dernier. Le sens de rotation de la came d'entraînement 3 s'inversant, le bras de manipulation 1 sous l'effet de son propre poids et du poids du support de bras 5, est entraîné selon un mouvement descendant dans le segment de chemin de guidage vertical, ce mouvement étant contrôlé par le segment incliné correspondant du chemin d'entraînement 3a. Toujours sous l'effet conjugué du mouvement de rotation et de l'action du segment incliné du chemin d'entraînement 3a, le galet de guidage 8 est entraîné dans la partie horizontale du chemin de guidage 4a. Le mouvement de rotation se poursuivant, le galet de guidage 8 est ensuite déplacé vers le haut dans l'autre segment vertical du chemin de guidage. Les mouvements du galet de guidage sont transmis à l'axe support 6, au support de bras 5 et enfin au bras manipulateur 1. Le mouvement du galet de guidage dans le segment horizontal du chemin de guidage correspond à la rotation du bras selon un demi-tour. Le mouvement du galet de guidage dans les segments verticaux du chemin de guidage correspond aux mouvements ascendants et descendants du bras manipulateur 1. Il est bien évident que d'autres cycles de déplacement du bras sont envisageables, les chemins de cames présentant alors des profils appropriés, le tout étant que, au niveau de leur croisement, ils soient obliques ou perpendiculaires l'un par rapport à l'autre. Le bras manipulateur I en zone centrale est pourvu d'un perçage traversant dans lequel est fixée la partie supérieure du support de bras 5. À chaque extrémité, ce bras est pourvu d'une pince de préhension qui peut être formée par une fourche comportant deux branches élastiques dont une au moins est dotée d'un pion radial destiné venir s'engager dans le perçage radial du cône porte-outil, ce perçage pouvant être le conduit d'arrosage. Il va de soi que la présente invention peut recevoir tous aménagements et variantes du domaine des équivalents techniques sans pour autant sortir du cadre du présent brevet. REVENDICATIONS 1/ Dispositif pour le transport d'objet entre une aire de stockage et une aire d'utilisation et inversement comprenant un bras manipulateur (1) dont une des deux extrémités au moins est munie d'un organe de préhension, ledit bras (1) étant accouplé à un mécanisme d'actionnement (2) assurant son déplacement dans l'espace entre l'aire de stockage et l'aire d'utilisation selon des trajectoires et des vitesses imposées, caractérisé en ce que le mécanisme d'actionnement (2) est constitué par une came d'entraînement (3) et par une came de guidage (4) mobiles l'une par rapport à l'autre, possédant respectivement un chemin d'entraînement (3a) et un chemin de guidage (4a) sur lesquels roulent respectivement un galet d'entraînement (7) et un galet de guidage (8) montés tous deux en rotation sur un même axe (6) fixé à un support de bras (5), fixé au bras manipulateur (1), ledit support de bras (5) étant guidé en translation et rotation et l'une des dites cames étant accouplée à un organe moteur 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la came de guidage (4) est fixe et la came d'entraînement (3) est mobile. 3/Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la came d'entraînement (3) est montée dans la came de guidage (4). 4/Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux cames (3), (4) sont de formes générale cylindriques et sont montées coaxialement l'une dans l'autre. /Dispositif selon la revendication 3 ou la revendication 4 caractérisé en ce que la came de guidage (4) est constituée par une paroi sans fin et présente une section droite en forme de couronne circulaire. 6/ Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que le chemin de guidage (4a) de la came de guidage (4) est constitué de préférence par la face latérale inférieure d'une lumière oblongue (4b) creusée dans la paroi sans fin selon toute l'épaisseur de cette dernière. 7/Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6 caractérisé en ce que le chemin d'entraînement (3a) de la came d'entraînement (3) est constitué par la face latérale inférieure d'une rainure (3b) creusée dans la came depuis la face externe cylindrique de cette dernière. 8/Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support de bras (5) présente une forme de cloche avec surface interne cylindrique par laquelle il vient autour de la came de guidage (4), le dit support de bras étant guidé en rotation et en translation. 9/Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'axe support de galets (6) s'étend radialement dans la forme de cloche du support de bras et est fixé par encastrement à ce dernier. /Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le développé du chemin de guidage (4a) de la came (4) forme un U. 11/Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le développé du chemin d'entraînement (3a) forme un Vé.