Brevet FR2926238A1 — publié le 20090717

Préhenseur pneumatique pour la fabrication de véhicules automobiles La présente invention concerne un préhenseur pneumatique pour la fabrication de véhicules automobiles, du type comprenant : - une structure de support comprenant des moyens d'alimentation pneuma- tique ; - une pluralité d'antennes de préhension, chaque antenne comprenant une extrémité de connexion mécanique et pneumatique à la structure de support, et une tête de préhension pneumatique ; - des moyens de connexion pneumatique entre chaque antenne et la struc- ture de support ; et - des moyens de connexion mécanique entre chaque antenne et la structure de support. La présente invention se rapporte au secteur de l'emboutissage de pièces de carrosserie automobile et plus particulièrement au transport de ces pièces d'une presse à l'autre. Pour ce transport, on utilise des préhenseurs pneumatiques. Le document WO-A-2004/103652 décrit un préhenseur pneumatique comprenant une structure de support munie de moyens d'alimentation pneumatique sur laquelle sont fixées deux unités de préhension. Les deux unités de préhension comprennent chacune quatre antennes de préhension, munie chacune à son extrémité libre d'une tête de préhension. Chaque antenne est articulée de telle sorte que la position de la tête de préhension par rapport à la structure de support est réglable. Entre chaque campagne d'emboutissage, il est nécessaire de régler à nou- veau la position de chaque tête de préhension de manière à s'adapter à la géométrie de la nouvelle pièce emboutie. Cette opération est relativement longue et complexe. Un but de l'invention est de simplifier le préhenseur pneumatique. A cet effet, l'invention a pour objet un préhenseur pneumatique du type pré- cité, caractérisé en ce que chaque antenne est mobile entre une position de libération et de retrait de l'antenne, et une position de verrouillage sur la structure de support dans laquelle les moyens de connexion mécanique sont verrouillés, le déplacement de l'antenne de sa position de libération à sa position de verrouillage assurant automatiquement la connexion pneumatique de l'antenne avec la structure de support. Suivant des modes particuliers de réalisation, le préhenseur pneumatique comporte une ou des plusieurs caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : - les moyens de connexion pneumatique comprennent une ventouse pré-vue sur l'une de l'antenne et de la structure de support, et adaptée pour coopérer avec une bride de connexion pneumatique prévue sur l'autre de l'antenne et de la structure de support, - la bride présente une surface lisse adaptée pour coopérer avec la ventouse de façon étanche, et un orifice débouchant sur la surface lisse en regard de la ventouse, l'orifice étant relié à un conduit pneumatique, - le déplacement de l'antenne de sa position de libération à sa position de verrouillage assure automatiquement la connexion mécanique de l'antenne avec la structure de support, - les moyens de connexion mécanique comprennent un organe mâle de connexion prévu sur l'une de l'antenne et de la structure de support, et adapté pour coopérer avec un orifice de réception dudit organe, prévu sur l'autre de l'antenne et de la structure de support, ladite autre de l'antenne et de la structure de support comprenant un élément de verrouillage adapté pour coopérer avec ledit organe de connexion et verrouiller l'antenne sur la structure de support, l'élément de verrouillage étant monté mobile entre une position de verrouillage et une position de libération de l'antenne, - les moyens de connexion mécanique comprennent des moyens élasti- ques de sollicitation sollicitant l'élément de verrouillage vers sa position de verrouillage, -ledit organe de connexion présente une surface de came adaptée pour coopérer avec une surface de suiveur de came correspondante prévue sur ledit élément de verrouillage et déplacer ainsi temporairement ledit élément de verrouil- lage de sa position de verrouillage vers sa position de libération, - l'antenne de préhension comprend des moyens d'identification qui n'autorisent la fixation de l'antenne que sur un ou des blocs prédéterminés de connexion, - la structure de support a une forme générale en T ou en C. L'invention a également pour objet un robot manipulateur comprenant un bâti, un bras articulé sur le bâti, un préhenseur pneumatique comprenant une structure de support munie d'antennes de préhension, la structure de support étant fixée à l'extrémité distale du bras, caractérisé en ce que le préhenseur pneumatique est conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un robot manipulateur muni d'un préhenseur pneumatique, selon l'invention ; - la figure 2 est un schéma pneumatique du préhenseur pneumatique de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue agrandie d'un détail III de la figure 1 illustrant plus en détail une antenne de préhension du préhenseur pneumatique ; - la figure 4 est une vue en perspective éclatée de l'antenne de préhension de la figure 3 et de moyens de connexion de cette antenne à une structure de support du préhenseur pneumatique ; - la figure 5 est une vue analogue à la figure 4 du préhenseur selon un au- tre mode de réalisation ; - la figure 6 est une vue arrière d'un bloc de connexion de la figure 5 ; - la figure 7 est une vue en perspective agrandie d'une extrémité d'une antenne de préhension de la figure 5 ; et - la figure 8 est une vue en perspective d'une structure de support d'un pré- henseur pneumatique selon un autre mode de réalisation. La figure 1 illustre un robot manipulateur 2 adapté pour la préhension et le transport de pièces embouties de véhicule automobile, notamment d'une presse à l'autre. Le robot 2 comprend un bâti 4 fixé sur le sol et un bras articulé 6 monté sur le bâti 4 et dont l'extrémité distale 8 possède, du fait des trois articulations rotati- ves 10 du bras 6, une faculté de déplacement tridimensionnelle. Le robot manipulateur 2 comprend également un préhenseur pneumatique 14 monté sur l'extrémité 8 du bras articulé 6. Le préhenseur 14 comprend une structure de support rigide 16 boulonnée sur l'extrémité 8, ainsi que huit antennes amovibles de préhension 18. Chaque antenne 18 possède une extrémité 20 de connexion mécanique et pneumatique à la structure de support 16, et une tête de préhension 22 opposée à l'extrémité 20. La structure de support 16 a une forme générale en T et comporte huit blocs 26 de connexion mécanique et pneumatique d'une antenne 18 respective avec la structure 16. Les blocs 26 sont adaptés pour une connexion pneumatique automatique de l'antenne 18 avec la structure 16 lors de la connexion mécanique de l'antenne 18 avec le bloc 26, ainsi que le verrouillage automatique de la connexion mécanique. Les structures du bloc 26 et des antennes 18 seront décrites plus loin. Le robot 2 comprend un circuit pneumatique 30 (figure 2) comprenant une source de vide 32 logée dans le bâti 4, un conduit d'alimentation principale 34 reliant la pompe 32 à deux nourrices de répartition 36 fixées sur la structure de sup- port 16, et huit conduits d'alimentation secondaire 38 reliant chacun une nourrice 36 respective à un bloc 26 correspondant. Le circuit 30 comprend également, sur chaque antenne 18, un conduit 40 reliant l'extrémité de connexion 20 à une ventouse de préhension 42 de la tête de préhension 22. En référence aux figures 3 et 4, chaque antenne 18 comprend une tige rigide structurelle 46 sur laquelle est fixée la tête de préhension 22, ainsi qu'un fourreau 48 de connexion mécanique au bloc 26 et une bride 50 de connexion pneumatique au bloc 26. Le fourreau 48 et la bride 50 sont fixés sur la tige 46, à l'opposé de la tête 22. La tige 46 est de préférence tubulaire pour réduire son coût de fabrication et d'assemblage. Le fourreau 48 est adapté pour son insertion dans un orifice correspondant 54 du bloc de connexion 26. Le fourreau 48 et l'orifice 54 ont une forme complémentaire non circulaire bloquant la rotation de l'antenne 18 et assurant le guidage en coulissement du fourreau 48 dans l'orifice 54 suivant l'axe de l'orifice 54. En outre, le fourreau 48 comprend une encoche 56 de verrouillage adaptée pour coopérer avec un levier de verrouillage rapide automatique 58 prévu sur le bloc de connexion 26. Le levier de verrouillage 58 est monté rotatif sur le corps 60 du bloc de connexion 26 entre une position de libération de l'antenne 18, et une position de verrouillage de l'antenne 18 dans sa position verrouillée dans laquelle le levier 58 pénètre dans l'encoche 56. Le levier de verrouillage 58 est sollicité de sa position de libération vers sa position de verrouillage par une lame de ressort 62 et porte à son extrémité libre un bouton de déverrouillage 63. Pour son verrouillage automatique sur le bloc 26, le fourreau 48 présente, à son extrémité d'insertion dans l'orifice 54, une surface de came 64 adaptée pour coopérer avec une surface de suiveur de came 66 prévue sur le levier 58. L'ensemble came/suiveur de came 64, 66 permet ainsi une connexion mécanique automatique avec verrouillage automatique de l'antenne 18 sur le bloc 26 lors du déplacement par translation suivant l'axe de l'orifice 54 de l'antenne 18, de sa position de libération à sa position de verrouillage. La bride 50 est, quant à elle, adaptée pour une connexion pneumatique automatique de l'antenne 18 avec le bloc 26 lors du déplacement de l'antenne 18 jusqu'à sa position de verrouillage. A cet effet, la bride 50 présente une surface lisse 70 sur laquelle débouche le conduit 40 par un orifice 72 traversant relié au conduit 40. La surface lisse 70 est adaptée pour coopérer avec une ventouse de connexion 74 prévue sur le bloc de connexion 26 et reliée au conduit d'alimentation 38. La ventouse 74 est prévue pour être appliquée contre la surface lisse 70, en regard de l'orifice 72, et ainsi relier de manière étanche le conduit se- condaire 38 de la structure de support 16 au conduit 40 de l'antenne 18. Selon une variante de réalisation non représentée, la connexion pneumatique est assurée par un coupleur pneumatique de type à obturation automatique, comprenant une première pièce disposée dans le bloc 26 et une seconde pièce montée sur la bride 50, la seconde pièce étant destinée à coopérer avec ladite première pièce pour assurer la connexion pneumatique entre le bloc 26 et la brise 50. Pour l'insertion des antennes de réception 18 sur la structure de support 16, l'opérateur effectue un simple mouvement de translation lors duquel les moyens de connexion mécanique et pneumatique s'engagent et se verrouillent automati- quement. Pour libérer les antennes 18 et ainsi les remplacer par d'autres antennes 18 dont les géométries des tiges structurelles 46 sont adaptées à la forme d'une autre pièce emboutie, la liaison du robot avec la source de vide 32 étant interrom- pue, l'opérateur déplace le levier de verrouillage 58 de sa position de verrouillage jusqu'à sa position de libération et déplace l'antenne 18 suivant un mouvement de translation coaxialement à l'orifice 54, lors duquel les moyens de connexion pneumatique 26, 48, 50 se désengagent, la ventouse 74 s'écartant de la surface lisse 70. L'invention réduit le temps nécessaire à un opérateur pour adapter le préhenseur 14 à la géométrie d'une nouvelle pièce emboutie. Les antennes 18 sont ainsi remplacées rapidement par de nouvelles antennes 18 de géométrie adaptée, si bien qu'aucun réglage n'est nécessaire. En variante, seules certaines antennes 18 sont montées sur la structure de support 16, les ventouses de connexion 74 non utilisées étant obturées par un bouchon adapté. Dans le cas du coupleur pneumatique, il n'est pas nécessaire d'utiliser un bouchon dédié à l'obturation puisque la pièce du coupleur montée sur le support 16 est pourvue d'un dispositif d'obturation automatique, tel un clapet anti-retour. Les figures 5 à 7 illustrent une variante de réalisation de l'antenne 18 dont seules les différences par rapport au mode de réalisation précédent seront décrites ci-dessous et dans laquelle les éléments analogues au précédent mode de réalisation ont des références identiques. Dans le mode de réalisation des figures 5 à 7, la bride 50 de l'antenne 18 est munie de moyens d'identification comprenant trois reliefs mâles 78 et deux reliefs femelles 80 (figures 5 et 7) adaptés pour coopérer avec des reliefs complémentaires femelles 81 et mâles 82 prévus sur le bloc 26. Les reliefs mâles et femelles 78, 80, 81, 82 sont adaptés pour ne permettre le montage de l'antenne 18 que sur un unique bloc 26 correspondant et éviter ainsi une erreur de positionnement de l'antenne 18. Ces reliefs mâles 78, 82 et femelles 80, 81 sont réalisés respectivement par des goupilles cylindriques et des cavités correspondantes. En variante, l'antenne 18 présente un nombre différent de reliefs 78, 80, mâles ou femelles. En outre, le fourreau 48 se distingue du premier mode de réalisation en ce qu'il a une forme générale cylindrique, simple de guidage, et délimite à son extrémité une encoche 84 de blocage en rotation adaptée pour coopérer avec une clavette 85 prévue sur le bloc 26 (figure 6). Le fourreau 48 est tubulaire et propre à être emmanché sur la tige 46 et fixé sur la tige 46 au moyen de deux goupilles 86 traversant le fourreau 48 et la tige 46 de part en part. Le bloc 26 comprend une douille rapportée 87 tubulaire et délimitant l'orifice 54 de réception cylindrique du fourreau 48. La douille 87 est elle-même reçue dans un orifice cylindrique du bloc 26 et vissée dans celui-ci. La douille 87 délimite en outre une ouverture transversale 88 de passage du levier 58, en regard de l'encoche 56 ménagée sur le fourreau 48. La douille 87 et le fourreau 48 sont tous deux réalisés de préférence en acier. Il est ainsi inutile de traiter la surface du bloc 26 contre l'usure. L'équerre 50 se distingue de l'équerre du premier mode de réalisation en ce qu'elle est réalisée en une plaque munie d'un orifice cylindrique pour un emmanchement de la plaque sur la tige 46, la plaque étant fixée sur la tige 46 par un vis-sage radial. Un ressort à spires 92 remplace la lame de ressort 62 du premier mode de réalisation. Le ressort 92 comprend une extrémité fixée à l'extrémité libre du levier 58 (figure 6), et une extrémité opposée fixée au corps 60 du bloc 26. La figure 8 illustre un autre mode de réalisation dans lequel la structure de support 16 a une forme générale en C, ce qui permet une manipulation de pièces embouties de dimension supérieure à celle que le support en forme de T précé- demment décrit est destiné à déplacer. En outre, la structure de support 16 comprend douze blocs de connexion 26 et est adaptée pour porter douze antennes de préhension 18. Cette structure de support 16 est de préférence réalisée dans un matériau particulièrement rigide tel que du carbone. Du fait de sa grande rigidité, la structure de support 16 est adaptée pour de fortes accélérations, par exemple allant jusqu'à une valeur de 6 G. REVENDICATIONS 1.- Préhenseur pneumatique (14) pour la fabrication de véhicules automobiles, du type comprenant : - une structure de support (16) comprenant des moyens d'alimentation pneumatique (30) ; - une pluralité d'antennes de préhension (18), chaque antenne (18) comprenant une extrémité de connexion mécanique et pneumatique (20) à la structure de support (16), et une tête de préhension pneumatique (22) ; - des moyens de connexion pneumatique (74, 50) entre chaque antenne (18) et la structure de support (16) ; et - des moyens de connexion mécanique (26, 48) entre chaque antenne (18) et la structure de support (16), caractérisé en ce que chaque antenne (18) est mobile entre une position de libération et de retrait de l'antenne (18), et une position de verrouillage sur la struc-ture de support (16) dans laquelle les moyens de connexion mécanique (26, 48) sont verrouillés, le déplacement de l'antenne (18) de sa position de libération à sa position de verrouillage assurant automatiquement la connexion pneumatique de l'antenne (18) avec la structure de support (16). 2.- Préhenseur pneumatique (14) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de connexion pneumatique (74, 50) comprennent une ventouse (74) prévue sur l'une de l'antenne (18) et de la structure de support (16), et adaptée pour coopérer avec une bride de connexion pneumatique (50) prévue sur l'autre de l'antenne (18) et de la structure de support (16). 3.- Préhenseur pneumatique (14) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la bride (50) présente une surface lisse (70) adaptée pour coopérer avec la ventouse (74) de façon étanche, et un orifice (72) débouchant sur la surface lisse (70) en regard de la ventouse (74), l'orifice (72) étant relié à un conduit pneumatique (40). 4.- Préhenseur pneumatique (14) selon l'une quelconque des revendica-tions précédentes, caractérisé en ce que le déplacement de l'antenne (18) de sa position de libération à sa position de verrouillage assure automatiquement la connexion mécanique de l'antenne (18) avec la structure de support (16). 5.- Préhenseur pneumatique (14) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de connexion mécanique (26, 48) comprennent un organe mâle de connexion (48) prévu sur l'une de l'antenne (18) et de la structure de support (16), et adapté pour coopérer avec un orifice de réception (54) dudit or- gane (48), prévu sur l'autre de l'antenne (18) et de la structure de support (16), ladite autre de l'antenne (18) et de la structure de support (16) comprenant un élément de verrouillage (58) adapté pour coopérer avec ledit organe de connexion (48) et verrouiller l'antenne (18) sur la structure de support (16), l'élément de verrouillage (58) étant monté mobile entre une position de verrouillage et une position de libération de l'antenne (18). 6.- Préhenseur pneumatique (14) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de connexion mécanique comprennent des moyens élastiques de sollicitation (62, 92) sollicitant l'élément de verrouillage (58) vers sa position de verrouillage. 7.- Préhenseur pneumatique (14) selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que ledit organe de connexion (48) présente une surface de came (64) adaptée pour coopérer avec une surface de suiveur de came (66) correspondante prévue sur ledit élément de verrouillage (58) et déplacer ainsi temporairement ledit élément de verrouillage (58) de sa position de verrouillage vers sa position de libé- ration. 8.- Préhenseur pneumatique (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'antenne de préhension (18) comprend des moyens d'identification (78, 80) qui n'autorisent la fixation de l'antenne (18) que sur un ou des blocs prédéterminés de connexion (26). 9.- Préhenseur pneumatique (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la structure de support (16) a une forme générale en T ou en C. 10.- Robot manipulateur (2) comprenant un bâti (4), un bras (6) articulé sur le bâti (4), un préhenseur pneumatique (14) comprenant une structure de support (16) munie d'antennes de préhension (18), la structure de support (16) étant fixée à l'extrémité distale (8) du bras (6), caractérisé en ce que le préhenseur pneumatique (14) est conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.