Brevet FR2870149A1 — publié le 20051118

L'invention concerne les dispositifs utilisés pour extraire une électrode usée qui se trouve à l'extrémité du bras d'une pince de soudure par points fixée 5 à un robot de soudage. Ces robots sont en majorité utilisés dans l'assemblage des différents éléments de carrosserie automobile Les dispositifs qui permettent de changer les électrodes usagées se composent en général de deux éléments, le premier dénommé extracteur, qui permet d'extraire l'électrode usagée, le second dénommé chargeur, qui par un magasin approprié approvisionne les électrodes neuves de remplacement et permet le chargement, sur le bras de pince, d'une électrode neuve en lieu et place de l'électrode usagée qui a été précédemment extraite de la pince. Pour remplacer une électrode usagée, le programme du robot de soudure 15 prévoit deux mouvements d'accostage successifs, l'un sur l'extracteur, l'autre sur le chargeur. En premier lieu, le bras du robot de soudure est donc programmé pour accoste sur l'extracteur afin d'extraire les électrodes usagées. Il peut accoster sur l'extracteur une seule fois, et extraire les deux électrodes simultanément, mais aussi, et c'est le cas le plus fréquent, faire deux accostages successifs sur l'extracteur, et extraire les deux électrodes usagées l'une après l'autre. Des exemples d'extracteurs sont décrits dans différentes publications telles que WO 98/39134, EP-A 0 267 109, 3P-A-03/184673, FR-A- 2 651 457, EP-A-O 667 206, US-A- 5 495 663. Si à titre d'exemple, on examine le document EP-A- 0 667 206, on trouve que le poste d'extraction est composé de deux extracteurs montés symétriquement par rapport à l'axe d'un vérin pneumatique. Le premier extracteur permet d'extraire l'électrode supérieure, le second permet d'extraire l'électrode inférieure. Les mouvements d'extraction sont dans les deux cas actionnés par une came qui lors de la rotation, provoque le déplacement radial de doigts de serrage qui ont pour but de serrer l'électrode dans sa partie cylindrique et l'extraire. Par un mouvement inverse de la came, les doigts de serrage se rétractent et lâchent l'électrode extraite. Dans le cas de cet appareil connu, les extracteurs sont d'un gros diamètre, et donc son utilisation se limite aux pinces à grand passage. De plus, le serrage qui s'exerce sur la périphérie de l'électrode provoque des grippages de l'électrode sur son support qui est ainsi détérioré et doit être fréquemment remplacé. Le document US-A-5 495 663, représente un autre mode de réalisation, où, l'extraction de l'électrode se fait par arrachement. Deux modules superposés arrachent successivement une électrode puis l'autre. Le composant qui doit extraire l'électrode est une forme en V qui pénètre dans une encoche faite dans l'allonge et tire verticalement cette électrode pour la retirer de son support. Il n'y a aucun mouvement tournant, il y a moins de risques de grippage, mais l'effet de traction exercé sur le support de l'électrode entraîne une détérioration accélérée des mécanismes de la pince de soudure, qui sont en effet conçus pour fonctionner en pression et non en traction comme l'impose. ce type d'extracteur. Le document JP-A-03/184673 décrit un mode d'extraction où les électrodes sont extraites par un effet de torsion. Le document EP-A-O 267 109 décrit un dispositif d'extraction agissant par traction sur l'électrode au moyen de bras de leviers, méthode qui contribue à la détérioration des pinces. Le document W098/39134 décrit un dispositif d'extracteur superposé qui combine deux mouvements, un mouvement de serrage de l'électrode par des doigts mis en oeuvre par le déplacement d'une came. Le mouvement de serrage se combine à un mouvement de translation vertical qui extrait l'électrode. Ce dispositif qui ne provoque ni grippage ni traction sur les composants de la pince présente cependant l'inconvénient d'avoir des extracteurs de gros diamètre, ce qui limite son utilisation aux pinces de soudure de grand passage. Le présent dispositif se situe dans le cadre de l'extraction des électrodes usées fixées aux extrémités des bras de pince de soudure par points. Il a pour objet de proposer un dispositif qui permettra d'assurer l'extraction des électrodes usagées dans de meilleures conditions, en combinant avec une seule motorisation deux actions mécaniques complémentaires. La première action mécanique de serrage agit sur le bras de pince afin de le maintenir dans une position d'extraction optimale avec des mors de préhension qui empêchent tout mouvement vertical ou horizontal parasite, et permettent de conserver constants les réglages les mieux adaptés à une extraction certaine. La seconde action mécanique consiste à retirer l'électrode de son support par des mors d'extraction qui serrent progressivement l'électrode dans sa partie haute puis entraînent cette électrode dans un mouvement de rotation translation de type hélicoïdal qui va l'extraire de façon continue, sans provoquer aucun effet destructeur sur l'extrémité de la pince de soudure. Ce dispositif a donc l'avantage de réduire considérablement les opérations de maintenance de la pince de soudure. D'autre part, ce mouvement provoqué par un extracteur de faible diamètre a été conçu pour s'appliquer à tous les types de pinces, y compris les pinces de faible passage, telles que celles qui équipent les pinces au sol. Selon l'invention, le dispositif comporte deux modules d'extraction E1 & E2 symétriques par rapport au plan médian vertical de la platine P. Ils sont aussi disposés symétriquement par rapport au plan médian horizontal de la dite platine. Ces modules d'extraction sont de petit diamètre, ils permettent d'extraire les électrodes des pinces de faible passage, comme celles qui sont utilisées dans les applications dites de pinces au sol . Lors de la mise en mouvement, ils sont entraînés simultanément, mais dans un sens de rotation opposé. Quand les mors de serrage se ferment dans le module d'extraction El, ils s'ouvrent dans le module d'extraction E2. L'invention sera expliquée ci-après de façon plus détaillée, en se référant aux figures jointes, qui montrent un exemple d'un dispositif conforme à l'invention, étant précisé ici que si cet exemple, présente des caractéristiques avantageuses, il ne limite pas la portée de l'invention. La figure 1 est une vue complète du système d'extraction objet de l'invention La figure 2 représente les trois platines solidaires, P, P1, P2 qui renferment l'ensemble du mécanisme d'extraction, et le moteur M de mise en rotation. La figure 3 est une vue éclatée sur laquelle on a représenté les platines horizontales P, Pl, P2, les mécanismes internes, et le moteur M, fixé sur Pi, qui assure la motorisation de l'ensemble de la fonction d'extraction. La platine P solidaire de la platine Pl contient les mécanismes de commande des modules d'extraction et les dits modules d'extraction. Les platines P1 et P2 contiennent les mécanismes de commande des mors de préhension MP1 et MP2, et les dits mors de préhension. La figure 4 est une vue éclatée de l'ensemble du mécanisme d'extraction. La figure 5 est une vue éclatée du mécanisme d'extraction qui se compose des modules d'extraction El ou E2 et des différents éléments mécaniques de commande Les figures 6 est une vue éclatée d'un des deux modules d'extraction. La figure 7 est une vue éclatée d'un des deux modules de préhension MP1, MP2 inclus dans les platines Pi et P2, platines qui sont situées de part et d'autre de la platine P dans le plan horizontal. Les figures 8 et 9 détaillent le mode de fonctionnement du mécanisme de leviers qui commandent les modules de préhension MPi et MP2. Selon l'invention, les modules d'extraction sont entraînés par un moteur qui commande simultanément: le serrage des mors de préhension MP1 et MP2, qui immobilisent les pinces de soudure pendant l'extraction, la mise en rotation des modules d'extraction E1 et E2, qui, par un mouvement simultané de rotation translation, va permettre de séparer l'électrode usée de l'extrémité de la pince de soudure. Il est à noter que le dispositif d'extraction qui va être décrit est utilisable autant dans le cas où la pince de soudure se déplace vers l'extracteur, que dans le cas où l'extracteur étant fixé sur un bras robot, est ainsi rendu mobile et peut se déplacer vers la pince de soudure. Dans ce cas, la pince de soudure est en général, soit fixe au sol, soit fixe sur un banc de soudure par points. En référence aux figures précitées, les deux modules d'extraction E1 et E2 sont positionnés dans les logements 23 et 23' de la platine P. Ils comprennent chacun un bloc d'extraction 10 ou 10' {figure 5 & 6) comportant un évidement central 12. Trois encoches 11, pratiquées dans le corps du bloc extracteur 10 ou 10', sont réparties à 120 sur la périphérie du bloc d'extraction. Chaque encoche 11 traverse radialement le bloc 10 ou 10' et débouche dans l'évidement central 12 du bloc d'extraction. Dans chacune de ces encoches 11 sont introduits trois mors d'extraction 14 ou 14', articulés autour d'un axe 15 ou 15' fixé en 15A ou 15A' dans les blocs d'extraction 10 ou 10'. A une des extrémités de chaque mors d'extraction, est pratiqué un logement cylindrique 16 qui contient les billes 13, les dites billes assurant un contact mécanique de roulement le long du profil 19 ou 19' de la came 17 ou 17'. La came 17 ou 17', qui comporte trois segments de profils identiques disposés à 120 est monté dans le logement 23 ou 23' de la platine P. Elle est rendue fixe dans ce logement par la goupille 18 ou 18'. Le bloc d'extraction 10 ou 10' est monté dans les logements 23 et 23'. L'angle de rotation du bloc d'extraction 10 ou 10' est de 120 . La plaque 24 ou 24' qui obture le logement 23 ou 23' de la platine P empêche tout mouvement de déplacement vertical du bloc d'extraction 10 ou 10' Lorsque l'extracteur 10 ou 10' effectue une rotation de 120 dans le logement 23 ou 23' chaque bille 13 glisse sur un des segments du profil 19 ou 19' de la came 17 ou 17'. Ce mouvement provoque un basculement des mors d'extraction 14 ou 14' autour de l'axe 15 ou 15' vers l'évidement central 12 du bloc d'extraction 10 ou 10'. Pendant ce basculement, les mors d'extraction pénètrent à l'intérieur de l'évidement central 12 ou 12' du bloc d'extraction 10 ou 10' et saisissent l'électrode usée afin de l'extraire de son support. Par un mouvement de rotation inverse, les mors d'extraction 14 ou 14' parcourent en sens opposé les profils de la came 19, le ressort 21 qui est tenu dans la gorge 20 du bloc d'extraction 10 ou 10' rappelle les mors d'extraction 14 ou 14' en position initiale, et dégagent l'évidement centrai 12 du bloc d'extraction 10 ou 10'. L'entraînement en rotation de l'extracteur 10 ou 10' est assuré par un ensemble motorisé lié au moteur M fixé sur la platine P1 (figure 4). Un pignon 30 mobile en rotation dans le logement 31 de la platine P est fixé à l'extrémité de l'axe du moteur M. La rotation du dit moteur M est limitée à 180 . Le pignon 30 entraîne en rotation le pignon 32 qui tourne autour de l'axe de rotation 34 dans le logement 33 de la platine P (figure 5). L'axe 35 qui est fixé en position radiale sur le pignon 32, passe au travers de l'évidement 37 du chapeau 36 et pénètre à l'intérieur du bras 22. Le galet 39 fixé à l'une des extrémités de l'axe fixe 35 est mobile le long de la courbe 38 du bras 22. Lorsqu'il est entraîné en rotation, par le pignon 32, le galet 39 de l'axe 35 parcourt la courbe 38 du bras 22. Lorsqu'il est entraîné en rotation par le pignon 32, le galet 39 de l'axe 35 15 parcourt la courbe 38 du bras 22 et entraîne en rotation le bloc d'extraction 10 auquel il est fixé par les vis 36. L'axe 35 fixé au pignon 32 traverse ce pignon de façon symétrique, et de la même manière que précédemment, il passe au travers d'un évidement 37' pratiqué dans la platine P, pour atteindre le bras 22' symétrique du bras 22 qui commande en rotation le bloc d'extraction 10' symétrique de 10. Le galet 39' fixé à l'autre extrémité de l'axe fixe 35 est mobile le long de la courbe 38' du bras 22'. Lorsqu'il est entraîné en rotation par le pignon 32, le galet 39'parcourt la courbe 38' du bras 22' et entraîne en rotation l'extracteur 10' auquel il est lié par les vis 36'. Lorsque le moteur tourne, il entraîne les deux pignons 30 et 32, l'axe 35 solidaire du pignon 32 qui met en mouvement les bras 22 et 22', solidaires des blocs extracteurs 10 et 10' qui entraînent à leur tour en rotation de 120 les dits blocs d'extraction 10 ou 10'. Ce mouvement en rotation des blocs d'extraction 10 et 10' fait glisser les mors 14 ou 14' sur les profils 19 ou 19' de la came 17 ou 17'. Une rotation du moteur de 180 dans le sens horaire provoque le serrage sur l'électrode usée des mors 14 du bloc extracteur 10. Simultanément les mors 14' du bloc extracteur 10' sont entraînés dans le sens opposé. Une rotation de 180 du même moteur dans le sens antihoraire provoque le desserrage des mors 14 du bloc d'extraction 10, et le serrage des mors 14' du 5 bloc d'extraction 10'. La pince de soudure P est équipée de deux bras de soudure B et B' qui portent chacun une électrode C et C' (figure 1A). Lorsqu'une électrode usée C de la pince de soudure pénètre dans l'évidement 12 du bloc d'extraction 10, un mouvement en rotation de 180 du moteur M dans le sens horaire entraîne le bloc d'extraction 10, les mors d'extraction 14 se déplacent sur les profils 19 de la came 17 et permettent le serrage, puis par un mouvement hélicoïdal approprié, l'extraction de l'électrode C du bras de pince B qui la supporte. Pendant cette phase de rotation du bloc d'extraction 10, le bloc d'extraction 10' tourne en sens inverse, les mors 14' du bloc d'extraction 10' glissent en sens opposé sur les profils 19' de la came 17', les mors 14' se desserrent et libèrent le passage dans l'évidement 12' du bloc d'extraction 10'. Après extraction de l'électrode C dans le bloc d'extraction 10, les mors de préhension MP1 se desserrent, la pince de soudure redevient libre et peut se déplacer vers le bloc d'extraction voisin 10'. Un mouvement identique de pénétration de l'électrode usée C' dans l'évidement 12' du bloc d'extraction 10' puis un mouvement de rotation de 180 dans le sens antihoraire du moteur M provoque le serrage des mors d'extraction 14' et l'extraction de l'électrode usée C' La proximité des modules d'extraction E1 et E2 permet d'extraire les électrodes C et C' dans un temps très court, ce qui donne à cet extracteur une grande productivité. Le faible diamètre des modules d'extraction permet également d'extraire les électrodes des pinces de soudure à passage étroit. Par ailleurs, l'invention n'est pas limitée au mode de fonctionnement des 30 extracteurs tel que défini ci-dessus. En effet, pour extraire les électrodes dans d'excellentes conditions, il faut maintenir la pince de soudure et les électrodes C et C' en position verticale fixe et centrée dans les modules E1 et E2. Dans ce but, l'extracteur décrit ci-dessus est équipé de deux modules de préhension MP1 et MP2. Les pinces du module de préhension MP1 ou MP2 sont positionnées au dessus du module d'extraction El ou E2 à faible distance, et dans le même axe vertical. Dans ces conditions, au moment du serrage des mors de préhension MP1, la pince de soudure est maintenue, horizontalement et verticalement, à l'emplacement exactement défini lors de la programmation du robot. Il en est de même pour la position et le fonctionnement du module de préhension MP2, symétrique de MP1 par rapport à la platine P. Le mouvement du module de préhension MP1 est lié au mouvement du module d'extraction E1, tout comme le mouvement du module de préhension MP2 est lié au mouvement du module d'extraction E2. Les modules de préhension MP1 et MP2 sont identiques, de même que les éléments qui les constituent (figure 7), ainsi, l'indice prime n'est pas répété. Le module de préhension MP1 ou MP2 se compose de deux bras de levier 41 et 42 fixés dans l'évidement 45 de la platine P1 ou P2. Ces deux leviers sont articulés et peuvent tourner autour des axes 43 et 44. Chaque module MP1 ou MP2 comporte à chaque extrémité des leviers 41 et 42 un insert interchangeable 41A et 42A. Ces inserts ont pour but d'adapter l'extrémité des mors de préhension MP1 et MP2 aux contours de l'allonge supportant l'électrode, ce contour pouvant être cylindrique ou conique selon l'application considérée. Les cames 46 et 47 sont de la même manière fixées dans l'évidement 45 de la platine P2, et par l'une des extrémités, mobiles en rotation autour des axes 50 et 51. L'autre extrémité de chacune des cames 46 et 47 est équipée d'un galet à bille 48 et 49. Le galet à bille 48 de la came 46 est en contact permanent avec le profil 55 du bras de levier 42 (figure 8). Le galet 49 de la came 47 est en contact avec le profil 56 de la came 46. Lorsque le moteur est au repos en position initiale, le galet à bille 48 de la came 46 (figure 9) est maintenu en contact avec le profil 55 du levier 42 au point S1 par la pression de la came 47 dans l'encoche Y1 de la came 46. Le module de préhension MP1 est alors ouvert, (figure 8 et 9) le module de préhension MP2 5 qui a un mouvement opposé est à ce moment fermé. Lorsque le galet 39 de l'axe 35 est mis en mouvement dans le sens horaire par le moteur M (figure 7, 8, 9), le levier 47 se libère brutalement sous l'effet du ressort 53, le galet 49 roule le long du profil 56 de la came 46 et va se placer au point Y2. Sous l'action du ressort 52, la came 46 se déplace et va se positionner au point S2 du profil 55. Sous l'action du ressort 54, les mors de préhension MP1 se ferment et saisissent fermement le bras de pince introduit dans le bloc 10. Dans ce même mouvement déclenché par la mise en rotation du moteur M dans le sens horaire, le bloc d'extraction 10 entraîné par le levier 22 se met en rotation, les mors d'extraction 14 se déplacent vers le centre de l'évidement 12 du bloc d'extraction 10 et saisissent l'électrode usée C pour l'extraire. En fin du mouvement de la rotation de 180 du moteur M, le levier 47 est de nouveau mis en contact avec le galet 39 de l'axe 35 solidaire du pignon 32. Le levier 47, repoussé par le galet 39 parcourt le profil 56 du levier 46 afin de se positionner au point Y1. Ce mouvement du levier 47 repousse le levier 46 au point S1, cette action ouvre les mors de préhension MP1 ce qui libère le bras de pince supportant l'électrode usée C. L'électrode usée C qui a été extraite pendant cette opération reste prisonnière des mors d'extraction 14. Les mors de préhension MP1 étant ouverts, la pince de soudure libérée peut alors se déplacer vers le module d'extraction E2. Les mors de préhension MP2 du module E2, le bloc d'extraction 10' du dit module sont alors en position ouverte, le bras de pince qui supporte l'électrode usée C' peut pénétrer dans l'évidement 12' du bloc d'extraction 10'. La mise en rotation du moteur M dans le sens antihoraire déclenche le cycle d'extraction de l'électrode usée C' en respectant des procédures identiques à celles décrites ci-dessus, à savoir, la fermeture du module de préhension MP2, puis la fermeture du bloc d'extraction 10' qui extrait l'électrode usée C', et en fin de ce cycle de rotation dans le sens antihoraire, l'ouverture du module de préhension MP2 qui libère la pince de soudure. Bien que soit décrit ici un des modes de réalisation préféré de la présente invention, il est évident que l'homme de l'art pourra y apporter différents changements ou modifications, sans pour autant sortir du cadre de cette invention, telle que définie par les revendications jointes. 15 20 25 30 REVENDICATIONS 1 Dispositif destiné à l'extraction des électrodes usagées, fixées sur les bras de pinces de soudure par points, et caractérisé par la présence de deux modules d'extraction E1 et E2 de faible diamètre, comportant chacun un bloc d'extraction rotatif (10,10'), une came (17,17') supportant trois profils identiques disposés à 120 pour commander le mouvement des mors d'extraction (14,14') animés d'un mouvement d'extraction hélicoïdal par basculement autour de l'axe (15,15') du bloc d'extraction (10,10'), un module (MP1, MP2) de préhension des bras de pince, constitué de deux leviers (42,42') ou (55,55') commandé par les dites cames associées aux leviers (46, 47) ou (46', 471, l'ensemble de ce dispositif, qui permet simultanément de maintenir les bras de pince (B, B') en rotation et translation pendant la phase d'extraction de l'électrode, est mis en mouvement par un moteur M électrique ou pneumatique fixé sur les platines P supportant l'ensemble du mécanisme. 2 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que un ensemble de cames commandé par une motorisation unique permet de réaliser un ensemble mécanique très compact capable de maintenir les bras de pinces et d'extraire les électrodes avec un seul organe moteur. 3 Dispositif selon la revendication 1 et 2 caractérisé par la présence de mort d'extraction qui, entraînés en rotation, glissent sur une came par l'intermédiaire d'une pluralité de billes, basculent autour d'un axe et provoquent l'extraction de l'électrode par un mouvement hélicoïdal qui entraîne l'électrode en rotation translation, et ne peut détériorer ni le bras de pince ni la pince de soudure. 4 Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le retour des mors d'extraction en position initiale est produit par l'action combinée d'une rotation inverse de l'ensemble mécanique et d'un ressort de rappel. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les mors de préhension des pinces de soudure sont adaptables à tous types de pince par le fait qu'une des extrémités des mors est interchangeable et adaptable aux différentes formes de pinces. 6 Dispositif selon la revendication caractérisé par le fait que le réglage initial des pinces est effectué avant pénétration dans le bloc d'extraction (10,10') par 10 présentation des pinces dans le guide G positionné en face avant de la platine P.