Brevet FR2788999A1 — publié le 20000804

L'invention concerne les dispositifs utilisés pour changer une électrode usée qui se trouve à l'extrémité d'un porte-électrode du bras d'une pince porte-électrode de soudage d'un robot de soudage. De tels robots sont utilisés, notamment dans l'industrie automobile. Ces dispositifs comprennent un extracteur pour extraire l'électrode usée et un chargeur équipé d'un magasin d'électrodes neuves pour remplacer les électrodes extraites de la pince. Pour changer une électrode usée, on programme un déplacement du robot en sorte que le bras de la pince accoste successivement l'extracteur o l'électrode usée est extraite du bras et le chargeur ou le bras prélève une électrode neuve. Selon les dispositifs, les électrodes portées par les deux bras de la pince sont extraites successivement ou simultanément, et remplacés successivement ou simultanément. Des exemples d'extracteurs sont décrits dans les publications WO 98/39134, EP-A-0667206, FR-A-2 651 457. Des exemples de chargeurs sont décrits dans les publications FR-A-2 746 688, EP-A- 0 667 206, FR-A- 2 651 457. Des exemples de dispositifs combinant sur un même plateau un extracteur et un chargeur sont décrits dans les publications DE-A-33 23 038 et EP-A-0200 162. Les publications précitées exposent les difficultés liées au problème de l'accostage de l'extracteur et du chargeur par la pince du robot de soudage, en raison notamment du fait que les mouvements de la pince sont relativement saccadés et que l'extracteur et le chargeur peuvent présenter des dysfonctionnements lors de l'introduction de la pince ou du retrait de la pince. Il en résulte d'une part que les dispositifs peuvent subir des dommages et que la durée des opérations d'extraction et de chargement ne peut pas être aussi réduite que cela- serait possible si l'on exploitait au mieux la vitesse de déplacement de la pince. La présente invention vise à fournir un montage d'extracteur et un montage de chargeur améliorés qui réduisent les risques d'endommagement de ces appareils et qui améliorent le rendement des opérations. Selon un premier aspect de l'invention, le dispositif qui comprend un support sur lequel est fixé un extracteur d'électrodes usées en sorte que celui-ci détermine un axe d'extraction vertical, est caractérisé en ce que ce support repose sur une platine horizontale par l'intermédiaire de moyens qui permettent un débattement éventuel, uni-directionnel et amorti, du support par rapport à la platine, selon une direction verticale exclusivement. Dans une réalisation préférée, le support repose sur ladite platine par l'intermédiaire d'une pluralité de guides coulissants verticaux fixés sous le support et qui peuvent coulisser dans des logements solidaires de la platine ou vice-versa, lesdits guides étant entourés par des douilles en matériau élastomère qui déterminent une position de repos du support et qui sont aptes à amortir les vibrations ou les mouvements verticaux du support par rapport à la platine. Avantageusement des moyens sont prévus pour détecter un débattement vertical excessif du support et commander dans ce cas, une interruption de l'alimentation électrique des mouvements du robot de soudage. Selon un autre aspect de l'invention, un chargeur d'électrodes neuves est installé sur le support à un poste de chargement o ce chargeur peut être accosté verticalement par l'extrémité d'un bras de la pince pour le chargement de cette extrémité avec une électrode neuve, des moyens- étant prévus pour permettre un débattement éventuel amorti du chargeur sur le support dans un plan horizontal. Dans une réalisation préférée, le chargeur est monté par l'intermédiaire d'au moins trois, de préférence d'au moins quatre silent-blocs verticaux répartis dans un plan horizontal. L'invention sera expliquée ci-après plus en détails en référence aux figures des dessins joints qui montrent différents exemples d'un dispositif conforme à l'invention, étant précisé ici que ces exemples, s'ils présentent des caractéristiques avantageuses ne limitent pas néanmoins la portée de l'invention. Sur les dessins: - la figure 1 est une vue perspective éclatée et partielle d'un premier exemple de réalisation du dispositif; - la figure 2 est une vue perspective complète du dispositif; - la figure 3 est une vue de face du dispositif; - la figure 4 est une vue en coupe d'un pied du support; - la figure 5 est une vue en perspective de la partie du support qui reçoit l'extracteur; - la figure 6 est une vue éclatée d'une réalisation d'extracteur; - la figure 7 est une vue de l'extracteur assemblé en un bloc; - la figure 8 est une vue partielle de l'extracteur avec arrachement; - les figures 9 et 10 sont des vues en perspective du dispositif au cours de deux phases successives de l'accostage de l'extracteur par une pince; - la figure 11 est une vue en perspective d'un magasin rectiligne pour le chargeur d'électrodes neuves; - les figures 12 et 13 sont des vues en perspective du dispositif au cours de deux phases successives de l'accostage du chargeur par une pince; - la figure 14 est une vue en perspective d'une variante du dispositif avec un chargeur à magasin circulaire; - la figure 15 est une vue explosée d'une réalisation d'un chargeur à magasin circulaire; - la figure 16 est une vue avec coupe partielle d'un chargeur à magasin circulaire; - la figure 17 est une vue éclatée qui montre partiellement l'extracteur et le chargeur. La figure 1 est une vue éclatée sur laquelle on a représenté: - une platine P horizontale; - trois pieds verticaux identiques A; - un support S qui doit reposer sur la platine par l'intermédiaire des pieds A; - un logement L formé par le support S pour recevoir un extracteur d'électrodes usées; - un couvercle C pour ce logement; - des plots verticaux T fixés sur le support S (on aperçoit 4 plots sur les 6 prévus dans cet exemple); - un chargeur N d'électrodes neuves à monter sur les plots, avec ses couvercles K et F. - un profilé creux longitudinal M à fixer sur le support et qui porte un moteur (non représenté sur la figure 1, Les figures 2 et 3 représentent ces éléments assemblés en position de service, avec en plus le moteur W porté par le profilé M. La figure 4 est une vue de détails de l'un des pieds A. Ce pied comporte une base 1, à fixer sur la platine P. qui.porte un cylindre 2 dans lequel est ajusté un piston 3 fixé sous le support S et qui est entouré d'un fourreau 4 en élastomère, par exemple un fourreau réalisé dans le matériau d'un silent-bloc. Le piston 3 peut coulisser avec ajustement dans le cylindre en sorte que le support S repose en permanence sur le fourreau et soit capable exclusivement de mouvements verticaux amortis par rapport à la platine. On a représenté également sur cette figure un détecteur D porté par la platine P et qui est apte à détecter le déplacement vertical du support sur la platine pour commander une interruption des mouvements de la pince en cas d'un déplacement excessif. Ce détecteur est choisi parmi les détecteurs de déplacement connus. Selon l'invention, le support forme un logement L pour recevoir un extracteur conçu comme un bloc facile à monter et à démonter. L'extracteur logé dans le logement L est de l'un quelconque des types connus. On utilise avantageusement un extracteur du type décrit dans la publication WO.98/39134. Cet extracteur permet d'extraire simultanément les deux électrodes usées d'une pince. On a représenté schématiquement sur la Fig.6 les composants d'un tel extracteur, en vue éclatée. L'extracteur comprend: - un disque fixe (30) qui présente un passage central (31) et qui porte sur une face autour de ce passage, une couronne en saillie (32) laquelle détermine sur sa tranche intérieure une came annulaire (33) constituée de tronçons de came successifs et identiques; un pignon d'engrenage (34) contre lequel est appliqué ladite face du disque et qui présente un espace central vide (35) pour recevoir une électrode usée introduite par ledit passage, un espace annulaire (36) étant déterminé autour dudit espace central pour recevoir ladite couronne, et des cavités radiales (37) étant prévus pour loger une pluralité de doigts de serrage (38) mobiles radialement, chacun de ces doigts ayant une extrémité qui se déplace contre l'un des tronçons de came de la couronne et une extrémité opposée apte à contacter latéralement l'électrode usée introduite dans ledit espace central; - les profils des tronçons de came étant étudiés pour qu'une rotation partielle du pignon dans un sens provoque un coulissement des doigts en direction de l'espace central vers une position de serrage maximal; - des moyens pour rappeler le doigt contre le tronçon de came correspondant à ce doigt; - des gorges (39) réalisées dans ladite face du disque pour constituer des chemins respectifs pour des billes (40) maintenues dans des creux (41) de la face du pignon qui est en vis-à-vis de ladite face du disque, chaque bille parcourant l'une des gorges pendant la rotation partielle du pignon, chaque gorge ayant un profil variable dans la longueur de la gorge en sorte que les déplacements des billes dans les gorges lors de la rotation du pignon provoquent, au cours de la rotation du pignon, un écartement progressif des deux faces à l'encontre d'une force de rappel élastique, de façon à extraire axialement de la pince l'électrode serrée par les doigts de l'extracteur. De fait, puisqu'il s'agit dans ce cas d'un extracteur double, les éléments sont doublés comme représenté sur la figure et affectés de la même référence, avec ou sans l'indice prime. Le fonctionnement d'un tel extracteur est décrit plus en détails dans la publication précitée. La figure 7 montre les éléments assemblés en un bloc extracteur BE apte à être reçu dans le logement L. Cette conception unitaire permet facilement d'extraire le bloc quand cela est utile, par exemple pour entretien ou réparation. La figure 5 montre en détails le logement L prêt à recevoir le bloc extracteur BE. On voit également sur cette figure l'extrémité d'un peigne d'actionnement coulissant V apte à venir en prise latérale avec les engrenages de l'extracteur pour la commande de l'extraction. Ce peigne est solidaire du piston Z du moteur W. Sur cette figure, le support S n'a été représenté que partiellement. Ce moteur W qui est fixe directement ou indirectement sur le support S est avantageusement un vérin alternatif à commande pneumatique. Dans le cas représenté, ce vérin W est fixé ou profilé M lui-même fixé au support S par exemple par vissage. De fait, l'invention n'est pas limitée à un montage particulier du vérin sur le support S. Avantageusement, le profilé M constitue une chambre qui présente une entrée d'air à relier à une source d'air comprimé et une sortie d'air à relier au vérin pour l'entraînement du vérin, la chambre constituant entre cette entrée et cette sortie une réserve d'air apte à donner un surcroît de puissance instantanée au moment d'un mouvement d'avance ou de recul du piston du vérin. Ce surcroît de puissance donne au vérin une accélération initiale plus forte, qui accroît la vitesse de déplacement de la tige. Cet accroissement de performance est important lors du mouvement de serrage de l'électrode. Un serrage et une mise en " dévissage- " de l'électrode à vitesse élevée facilité son extraction du support du bras robot auquel elle est fixée. La présence de ce réservoir rend plus efficace et plus sûre l'extraction de l'électrode. Il limite ou élimine les risques qui existent d'endommager le support de l'électrode. On a représenté sur les dessins la fenêtre 5 du couvercle C du logement L qui permet au porte électrode de l'un des bras de la pince, porteur d'une électrode usée, de pénétrer dans l'extracteur. Le plateau S comporte une fenêtre opposée 6 qui permet au porte- électrode de l'autre bras de la pince de pénétrer simultanément dans l'extracteur. La figure 9 montre les bras (B1, B2) de la pince du robot de soudage au cours de leur phase d'approche de l'extracteur pour l'extraction des électrodes usées E, et la Fig.10 montre le porte-électrode B'l du bras B1 introduit dans l'extracteur par la fenêtre 5. Le chargeur porté par le support S est du type à magasin droit à mouvement de translation rectiligne ou à magasin circulaire à mouvement de rotation. Ces deux types de chargeurs sont connus. Dans le cas des figures 1 à 13, le dispositif comporte un chargeur à magasin rectiligne, analogue à celui décrit dans la publication FR-A-2 746 688. Ce chargeur présente une gorge G pour recevoir un magasin rectiligne d'électrodes neuves qui présente des alvéoles ouverts latéralement et qui contiennent chacun une électrode neuve. L'invention n'est pas limitée à une structure de magasin particulière mais, de préférence, les électrodes neuves sont disposées dans un même magasin alternativement dans un sens et dans le sens opposé, comme dans la publication FR-A-2 746 688, pour être appréhendées l'une après l'autre par l'un et par l'autre des bras de la pince, respectivement, ou sont disposées tête-bêche dans deux-magasins superposés et assemblés, ce qui permet de charger simultanément les deux bras de la pince. On a représenté sur la figure 11, un exemple d'un tel magasin double MD pour des électrodes neuves E', E". Il présente au dos des alvéoles 10, 10, une crémaillère 11 qui permet de déplacer le magasin au moyen d'un vérin alternatif, de façon en soi connue, par exemple comme décrit dans la publication FR-A-2 746 688. Le chargeur est conçu, de façon connue en soi, pour que par une translation commandée coup par coup du magasin, les alvéoles contenant les électrodes défilent à un poste de chargement R o les électrodes peuvent être appréhendées par la pince. La figure 12 représente les bras B1,B2 de la pince en position d'approche du chargeur et la figure 13 représente la phase suivante avec l'un des porte- électrodes engagé dans le chargeur. La figure 14 est une vue de trois-quart générale du dispositif, o l'on n'a représenté ni les pieds A, ni les plots T et o le chargeur N' est du type à magasin circulaire. Ce chargeur est constitué par un carter dans lequel est logé un magasin circulaire MC o les électrodes sont logées dans des alvéoles, comme dans le cas des magasins rectilignes précédemment décrits, ainsi que les moyens pour faire défiler ce magasin devant un poste d'extraction R. La figure 15 représente en vue éclatée, à titre d'exemple uniquement, les composants d'un chargeur circulaire qui comprend deux magasins circulaires MC superposés conçus pour recevoir des électrodes superposées tête-bêche. Ces magasins sont solidaires et montés à rotation dans une cage cylindrique fixe 50 qui présente une fente latérale 51 par laquelle les électrodes neuves contenues dans les alvéoles 42, 42' des magasins pourront être sorties latéralement par la pince au poste de chargement R. La rotation pas à pas des magasins est commandée par un moteur rotatif 43 à arbre vertical 44, situé en partie inférieure du chargeur, par une transmission appropriée de façon en soi connue. L'arbre 43 du moteur traverse un plateau fixe 45 à laquelle la cage 40 est solidarisée par l'intermédiaire d'amortisseurs élastiques 46. Un couvercle 47 pourvu d'une encoche 48 ferme le chargeur en partie supérieure, sous un avaloir 49 qui guidera le porte-électrodes de la pince supérieure vers l'alvéole situé au droit de l'encoche 48 et de la fente 41. Le plateau 45 a dans la pratique des dimensions appropriées pour pouvoir reposer sur le support S par l'intermédiaire de plusieurs silent-blocs T, de préférence au moins quatre silent-blocs répartis autour de l'axe des magasins. On a représenté en figures 16 et 17 d'autres réalisations de chargeur avec des différences de détail. Certaines parties ont été supprimées sur ces figures pour la clarté du dessin. L'invention n'est pas limitée à une structure particulière de chargeur rotatif. L'ensemble du dispositif peut être installé à poste fixe ou porté par le bras d'un robot. Lorsqu'il est installé à poste fixe, il est avantageux de le monter sur le bord supérieur d'une plaque verticale dont le bord inférieur est fixé au sol par tout moyen approprié, cette plaque étant apte à fléchir pour permettre un débattement du dispositif de part et d'autre du plan vertical de cette plaque. L'invention n'est pas limitée aux exemples qui ont été décrits. Ainsi, le support pourrait être un simple plateau, éventuellement conformé pour présenter plusieurs niveaux l1 de supportage, ou être constitué de plusieurs parties assemblées, par exemple plusieurs parois disposées selon des orientations différentes. La chambre constituée par le profilé M pourrait être constituée de façon différente. Elle pourrait être supprimée. Le moteur W pourrait être porté sur le support autrement que par l'intermédiaire d'un profilé M. REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné à être accosté par la pince porte- électrode d'un robot de soudage programmé pour l'extraction d'une électrode usée du porte- électrode monté à l'extrémité d'un bras de la pince, ce dispositif comprenant un support S qui porte l'extracteur d'électrodes usées en sorte que l'extracteur détermine un axe vertical d'insertion du porte-électrode dans l'extracteur en vue de l'extraction de l'électrode usée caractérisé en ce que ce support S repose sur une platine par l'intermédiaire de moyens A qui permettent un débattement éventuel, uni-directionnel et amorti du support par rapport à la platine, exclusivement selon une direction verticale. 2. Dispositif selon la revendication 1 qui comprend des moyens D pour détecter un débattement vertical excessif du support et commander dans ce cas, une interruption de l'alimentation électrique des mouvements du robot de soudage. 3.Dispositif selon la revendication 1 dans lequel le support S repose sur ladite platine P par l'intermédiaire d'une pluralité de guides coulissants verticaux 3 fixés sous le support et qui peuvent coulisser dans des logements solidaires de la platine 2 ou vice-versa, lesdits guides étant entourés par des douilles 4 en matériau élastomère qui déterminent une position de repos du support et qui sont aptes à amortir les vibrations ou les mouvements verticaux du support par rapport à la platine. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel ledit support constitue un logement L pour recevoir un blocextracteur BE qui peut être extrait du.logement. 5. Dispositif selon la revendication 4 dans lequel le logement L est fermé par un couvercle supérieur amovible C percé d'une fenêtre 5 pour l'introduction dans l'extracteur du porte- électrode portant une électrode usée. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 - dans lequel l'extracteur est actionné par un peigne coulissant latéral commandé par un moteur W porté par le support S. 7. Dispositif selon a revendication 6 et dans lequel le moteur W est un vérin pneumatique. 8. Dispositif selon la revendication 7 dans lequel le support porte une chambre M qui présente une entrée d'air à relier à une source d'air comprimé et une sortie d'air à relier au vérin pour l'entraînement du vérin, la chambre M constituant entre cette entrée et cette sortie une réserve d'air. 9. Dispositif selon la revendication 8 dans lequel ladite chambre est constituée par un profilé creux M monté sur le support et qui porte ledit vérin. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes dans lequel un chargeur N à magasin d'électrodes neuves est installé sur ledit support S. 11. Dispositif selon la revendication 10 dans lequel le chargeur est monté sur le support par l'intermédiaire d'au moins trois, de préférence d'au moins quatre silent-blocs verticaux répartis dans un plan horizontal. 12. Dispositif selon l'une des revendications 10 et 11 dans lequel le chargeur N est de type à magasin rectiligne MR.- 13. Dispositif selon l'une des revendications 10 et 11 dans lequel le chargeur N est de type à magasin circulaire MC. 14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13 et qui est porté par une plaque verticale apte à fléchir pour permettre un débattement du dispositif de part et d'autre du plan de cette plaque.