Brevet FR2865956A1 — publié le 20050812

Système de guidage des moyens d'alimentation d'un robot La présente invention se rapporte à un système de guidage des moyens d'alimentation d'un robot, notamment d'un robot de soudure destiné à l'assemblage de la carrosserie des véhicules automobiles. Les robots de soudure, sont installés le long des chaînes de montage des véhicules automobiles et séquentiellement ils réalisent des cordons de soudure entre des parties de tôle des pièces à relier io ensemble. Pour ce faire le robot comporte des bras articulés entre eux et des outils de soudure qui sont montés sur le dernier bras. Le robot et les outils de soudure sont alimentés notamment en énergie et en fluides par des conduits qui traversent une gaine d'alimentation, laquelle gaine d'alimentation relie un panneau de is distribution et l'avant-dernier bras du robot par exemple. Ce bras est mobile par rapport au panneau de distribution et la gaine d'alimentation et les conduits qu'elle contient présentent une longueur maximale correspondant à la position la plus éloignée que peut atteindre ledit bras, de façon à ne pas étirer ou rompre les conduites. Cependant, lorsque le bras est commandé dans la direction dudit pupitre, après avoir été étendu, la gaine est susceptible de se trouver en travers de la course du bras et peut être détériorée. Afin de pallier cet inconvénient, des moyens de rétraction élastiques suspendus au droit du robot permettent de rétracter, au moins partiellement, la gaine d'alimentation lorsque le bras du robot revient vers ledit panneau de distribution. Toutefois, ces moyens de rétraction élastiques entraînent la gaine d'alimentation qui forme alors des boucles pendantes au-dessus dudit robot. La gaine d'alimentation dans cet état, risque d'être accrochée et détériorée par l'un des bras du robot et de plus elle encombre l'espace situé au-dessus du robot. 2 2865956 Un objet de la présente invention est de fournir un système de guidage des moyens d'alimentation qui permette de rétracter la gaine d'alimentation sans qu'elle ne puisse être ensuite détériorée par les bras du robot. Dans ce but, la présente invention propose un système de guidage des moyens d'alimentation d'un robot, lesdits moyens d'alimentation comprenant une gaine d'alimentation reliant un panneau de distribution à un bras dudit robot qui est mobile par rapport audit panneau de distribution, ledit système comprenant des premiers moyens de rétraction io élastiques adaptés à maintenir au moins une portion de ladite gaine à distance dudit robot; lesdits premiers moyens de rétraction élastiques comprennent: un organe tubulaire de guidage solidaire dudit panneau de distribution, ledit organe tubulaire présentant une première extrémité proximale dudit robot et orientée vers ledit bras et une seconde extrémité distale dudit robot; et, des premiers moyens élastiques adaptés à entraîner ladite gaine en translation dans ledit organe tubulaire de ladite première extrémité vers ladite seconde extrémité. Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans le mode de fonctionnement des premiers moyens de rétraction élastiques qui permettent non seulement de rétracter la gaine d'alimentation lorsque le bras du robot est entraîné en mouvement vers le panneau de distribution mais aussi de faire coulisser la gaine d'alimentation en translation dans l'organe tubulaire pour l'écarter du robot. De la sorte, la gaine est rétractée et écartée de l'espace situé au-dessus du robot, ce qui permet d'éviter tout risque d'accrochage par les bras du robot. Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention particulièrement avantageux, lesdits premiers moyens élastiques comprennent un ressort hélicoïdal qui s'étend à l'intérieur dudit organe tubulaire autour de ladite gaine, une extrémité dudit ressort hélicoïdal située vers ladite première extrémité étant solidaire dudit organe tubulaire tandis que l'autre extrémité située vers ladite seconde extrémité est solidaire de ladite gaine. 3 2865956 De la sorte, lorsque la gaine d'alimentation est entraînée par le robot dans une direction opposée au panneau de distribution elle coulisse dans l'organe tubulaire et comprime simultanément le ressort hélicoïdal, son extrémité solidaire de la gaine étant entraînée vers l'extrémité solidaire de l'organe tubulaire. A l'inverse, lorsque le bras du robot revient vers le panneau de distribution, le ressort se détend et entraîne la gaine dans l'organe tubulaire de la première extrémité vers la seconde extrémité. Avantageusement, ledit organe tubulaire présente une portion longitudinale terminée par ladite seconde extrémité et une portion coudée io terminée par ladite première extrémité. Ainsi, la portion coudée est orientée vers le robot de sorte que lorsque la gaine est rétractée, elle s'engage selon son axe directement dans la portion coudée puis elle est guidée et entraînée en translation dans la portion longitudinale. Afin d'ajuster la portion coudée dans la direction de l'axe de la gaine is qui est maintenue tendue par les moyens élastiques, ledit organe tubulaire est monté, préférentiellement, mobile en rotation autour d'un axe longitudinal de ladite portion longitudinal. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, ladite gaine d'alimentation présente un collier d'arrêt monté solidaire en translation autour de ladite gaine d'alimentation et ladite première extrémité présente une extrémité libre évasée adaptée à recevoir ledit collier d'arrêt pour bloquer en translation ladite gaine d'alimentation. De la sorte, la course de la gaine d'alimentation est limitée dans l'organe tubulaire entre la position où le ressort est entièrement comprimé et la position où le collier d'arrêt est en appui dans l'extrémité libre évasée. Par ailleurs, lesdits moyens d'alimentation comprenant un fil de soudure entraîné en translation entre une bobine et ledit bras, ledit système comprend en outre de manière avantageuse, des seconds moyens de rétraction élastiques adaptés à surplomber lesdits premiers moyens de rétraction élastiques et qui permettent de maintenir ledit fil de soudure à distance de ladite gaine d'alimentation et dudit robot. 4 2865956 Ainsi, l'espace situé au-dessus du robot étant libre, les seconds moyens de rétraction élastiques peuvent être montés au droit du robot pour guider le fil de soudure comme on l'expliquera plus en détail dans la suite de la description. Avantageusement, lesdits seconds moyens de rétraction élastiques comprennent une potence double, ladite potence double comprenant une première branche apte à guider ledit fil de soudure vers ledit bras et une seconde branche qui surplombe la première et sur laquelle sont montés des seconds moyens élastiques reliés audit fil de soudure. De la sorte, la io potence qui présente une partie verticale commune au deux branches, est adaptée au guidage du fil de soudure le long d'une portion de ladite partie verticale. Ensuite le fil est guidé le long de la première branche qui est munie d'anneau d'accrochage et qui s'étend vers le robot. La seconde branche permet d'accrocher les seconds moyens élastiques. Selon un mode de mise en oeuvre particulier, ladite potence double est montée mobile en rotation autour d'un axe vertical, de sorte que lesdits seconds moyens de rétraction élastiques sont entièrement libres par rapport aux premiers moyens de rétraction élastiques, l'arrivée du fil de soudure pouvant se faire sur l'avant-dernier dernier bras du robot à proximité de la gaine d'alimentation sans que les deux ne s'entrecroisent et s'entremêlent. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après de modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - la Figure 1 est une vue schématique d'un robot et de son système de guidage; - la Figure 2 est une vue schématique de détail du système illustré sur la Figure 1, selon II; la Figure 3 est une première vue schématique de détail de l'élément illustré sur la Figure 2; et, 2865956 - la Figure 4 est une seconde vue de détail de l'élément illustré sur la Figure 2. La Figure 1 montre un robot de soudure 10 équipé d'un système de guidage des moyens d'alimentation. Ce robot 10 présentent des bras articulés entre eux, un dernier bras 12 qui est muni de l'outil de soudage 14 et un avant-dernier bras 16. Les moyens d'alimentation comprennent une gaine d'alimentation 18 qui relie un panneau de distribution 20 et l'avant dernier bras 16 au niveau d'une arrivée 19. La gaine d'alimentation 18 contient notamment les conduits d'alimentation en eau de io refroidissement, en fluide lubrifiant en gaz neutre et en énergie électrique; ces conduits étant logés dans la gaine en un seul faisceau. Le système de guidage comprend des premiers moyens de rétraction 22 élastiques que l'on décrira en détail ci-après et qui permettent de maintenir la gaine d'alimentation 18 écartée du robot 10 lorsque l'avantdernier bras 16 est rapproché du panneau de distribution 20. Ces premiers moyens de rétraction 22 élastiques que l'on retrouve illustrés en détail sur la Figure 2 à laquelle on se référera en parallèle avec la Figure 1, comportent un organe tubulaire 24 adapté à recevoir la gaine d'alimentation 18. Cet organe tubulaire 24 présente une portion longitudinale 26 montée verticalement et à rotation le long du panneau de distribution 20 et une portion coudée 28 orientée vers le bras 16 du robot 10 et étendue sensiblement à 90 de la portion longitudinale 26 à hauteur du robot 10. L'organe tubulaire 24 présente une première extrémité 30 située à proximité du robot 10 et une seconde extrémité 32 éloignée du robot 16. En outre, la section de l'organe tubulaire 24 est supérieure à celle de la gaine d'alimentation 18 pour que cette dernière puisse y coulisser librement. La section de l'organe tubulaire 24 est par exemple, compris entre 3 et 6 fois celle de la gaine d'alimentation 18. De plus pour rendre plus aisé ce coulissement, la gaine 18 et l'organe tubulaire 24 sont réalisés dans des matériaux de type polymère, par exemple du 6 2865956 polyuréthanne pour la gaine 18 et du polyamide pour l'organe tubulaire 24. Par ailleurs, l'organe tubulaire 24 est équipé d'un ressort hélicoïdal 34 qui est compressible et qui s'étend au repos à l'intérieur de la portion longitudinale 26 de l'organe tubulaire 24 et autour de la gaine d'alimentation 18. Le ressort hélicoïdal 34 présente une extrémité supérieure 36 qui jouxte la portion coudée 28 et une extrémité inférieure 38 qui est située sur les Figures 1 et 2 au voisinage de la seconde extrémité 32 de l'organe tubulaire 24. to On retrouve respectivement en détail les extrémités 36, 38 du ressort hélicoïdal 34 sur les Figures 3 et 4. En outre, la Figure 3 montre une bague d'arrêt 40 qui est montée en position fixe contre une paroi interne de l'organe tubulaire 24, l'extrémité supérieure 36 du ressort 34 étant bloquée en appui contre cette bague d'arrêt 40. Sur la Figure 4 apparaît un collet d'arrêt 42 qui lui est monté autour de la gaine d'alimentation 18 et qui est serti de façon à être bloqué en translation sur la gaine 18. Ce collet d'arrêt 42 est adapté à prendre appui contre l'extrémité inférieure 38 du ressort 34 qui est opposée à l'extrémité supérieure 36. De la sorte, dès que l'avant dernier-bras 16 du robot 10 est entraîné dans une direction opposée à l'organe tubulaire 24 et au panneau de distribution 20 auquel il est rattaché, la gaine d'alimentation 18 est entraînée en translation à travers l'organe de commande 24. Simultanément, le collet d'arrêt 42 en appui contre l'extrémité inférieure 38 du ressort 34 est entraîné vers l'extrémité supérieure 36 qui elle est bloquée en translation par la bague d'arrêt 40. Partant, le ressort hélicoïdal 34 se comprime et exerce une tension en retour sur la gaine d'alimentation 18. En conséquence, dès que l'avant-dernier bras 16 du robot 10 est entraîné vers l'organe tubulaire 24, la gaine d'alimentation 18 s'engouffre dans l'organe tubulaire 24, entraînée qu'elle est par le ressort hélicoïdal 34 qui se détend. Par ailleurs, la gaine d'alimentation 18 comporte un collier d'arrêt ou noix d'arrêt 44, illustrée sur la Figure 1 adaptée à venir en appui dans une s extrémité libre évasée 46 de la première extrémité 30 de l'organe tubulaire 24. De la sorte, le ressort hélicoïdal 34 peut être légèrement pré-comprimé dans sa position de repos ce qui permet une rétraction de la gaine d'alimentation 18 malgré de faible déplacement dans une direction opposée à l'organe tubulaire 24. io La gaine d'alimentation 18 débouche dans la seconde extrémité 32 de l'organe tubulaire 24 et forme une boucle aval pendante 48 qui joint directement des moyens de commande du panneau de distribution 20. Cette boucle aval constitue une réserve de gaine d'alimentation 18 qui va diminuer lorsque les bras du robot 10 sont écartés de l'organe tubulaire 24. Ainsi, la gaine d'alimentation 18 suit les mouvements du robot 10 sans entraver ses déplacements ni-même occupé l'espace situé au-dessus, puisque qu'elle est dégagée latéralement lorsque l'avant-dernier bras 16 du robot 10 revient vers l'organe tubulaire 24. On se référera à nouveau à la Figure 1 pour décrire les moyens d'alimentation qui comprenant également un fil de soudure 50. Ce fil de soudure 50 qui durant le fonctionnement du robot 10 est entraîné en translation vers l'outil de soudage 14 est engagé dans un oeillet de guidage 52 situé sur l'avant-dernier bras 16 au voisinage de l'arrivée 19 de la gaine d'alimentation 18. Le fil de soudure 50 est guidé en translation au-dessus du robot 10 et écarté de la gaine d'alimentation 18, par des seconds moyens de rétraction élastiques 54 qui surplombent le robot 16 et que l'on va décrire ci-après. Les seconds moyens de rétraction élastiques 54 comprennent une potence double 56 qui présente une partie verticale 58 montée à rotation audessus d'une bobine 60 de fil de soudure, et deux branches sensiblement parallèles qui surplombent le robot 10. 8 2865956 Une première branche 62, étendue à l'aplomb d'une seconde branche 64, est destinée à guidée précisément le fil de soudure 50 grâce à des anneaux de maintien 66 solidaires de la première branche 62. La seconde branche 64 qui s'étend au-delà de la première branche 62 s présente des seconds moyens élastiques 68 qui s'étendent vers le robot 10 et à l'extrémité desquels le fil de soudure 50 traverse des moyens de coulissement 70. Ces seconds moyens élastiques comportent un touret monté à rotation dans un boîtier, ledit touret et ledit boîtier sont liés en outre par un lo ressort. Par ailleurs, une élingue 72 est enroulée sur le touret, de telle sorte que le déroulement de l'élingue 72 contraint le ressort qui en retour exerce un couple sur le touret et une tension sur l'élingue 72. De la sorte, lorsque l'avant-dernier bras 16 du robot 10 revient vers la double potence 56, l'élingue 72 qui est étirée, se rétracte alors et rétracte à son tour partiellement le fil de soudure 50 vers la seconde branche 64. Ainsi, alors que la gaine d'alimentation 18 est rétractée latéralement le fil de soudure 50 est lui rétractée vers la seconde branche 65 au-dessus de la gaine d'alimentation 18. En conséquence, la rétraction simultanée de la gaine d'alimentation 18 et du fil de soudure 50 s'effectue sans qu'ils ne puissent se recouvrir ni s'entremêler ni même, sans que les moyens de rétraction élastiques ne puissent se télescoper. 9 2865956 REVENDICATIONS 1. Système de guidage des moyens d'alimentation d'un robot (10), lesdits moyens d'alimentation comprenant une gaine d'alimentation (18) reliant un panneau de distribution (20) à un bras (16) dudit robot (10) qui est mobile par rapport audit panneau de distribution (20), ledit système comprenant des premiers moyens de rétraction élastiques (22) adaptés à maintenir au moins une portion de ladite gaine (18) écarté dudit io robot (10), caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de rétraction élastiques (22) comprennent: - un organe tubulaire de guidage (24) solidaire dudit panneau de distribution (20), ledit organe tubulaire (24) présentant une première extrémité proximale (30) dudit robot (10) et orientée vers ledit bras (16) et une seconde extrémité (32) distale dudit robot (10) ; et, - des premiers moyens élastiques (22) adaptés à entraîner ladite gaine (18) en translation dans ledit organe tubulaire (24) de ladite première extrémité (30) vers ladite seconde extrémité (32). 2. Système de guidage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens élastiques (22) comprennent un ressort hélicoïdal (34) qui s'étend à l'intérieur dudit organe tubulaire (24) autour de ladite gaine (18), une extrémité dudit ressort hélicoïdal (36) située vers ladite première extrémité (30) étant solidaire dudit organe tubulaire (24) tandis que l'autre extrémité (38) située vers ladite seconde extrémité (32) est solidaire de ladite gaine (18). 3. Système de guidage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit organe tubulaire (24) présente une portion longitudinale (26) terminée par ladite seconde extrémité (32) et,une portion coudée (28) terminée par ladite première extrémité (30). 2865956 4. Système de guidage selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit organe tubulaire (24) est monté mobile en rotation autour d'un axe longitudinal de ladite portion longitudinal (26). 5. Système de guidage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite gaine d'alimentation (18) présente un collier d'arrêt (44) monté solidaire en translation autour de ladite gaine d'alimentation (18) et en ce que ladite première extrémité (30) présente une extrémité libre évasée (46) adaptée à recevoir ledit collier d'arrêt (44) pour bloquer en translation ladite gaine d'alimentation (18). io 6. Système de guidage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, lesdits moyens d'alimentation comprenant un fil de soudure (50) entraîné en translation entre une bobine et ledit bras (16), ledit système comprend en outre des seconds moyens de rétraction élastiques (54) adaptés à surplomber lesdits premiers moyens de rétraction élastiques (24) et qui permettent de maintenir ledit fil (50) de soudure à distance de ladite gaine d'alimentation (18) et dudit robot (10). 7. Système de guidage selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits seconds moyens de rétraction élastiques comprennent une potence double (56), ladite potence double comprenant une première branche (62) apte à guider ledit fil de soudure (50) vers ledit bras (16) et une seconde branche (64) qui surplombe la première et sur laquelle sont montés des seconds moyens élastiques (68) reliés audit fil de soudure (50) . 8. Système de guidage selon la revendication 7, caractérisé en ce 25 que ladite potence double (56) est montée mobile en rotation autour d'un axe vertical.