Brevet FR2973359A1 — publié le 20121005

"DISPOSITIF POUR LA PREHENSION D'UN FLAN" L'invention concerne un dispositif à ventouses pour la préhension et le portage d'un flan, notamment d'un flan métallique. L'invention concerne également un procédé de préhension d'un flan avec un tel dispositif. Dans l'industrie automobile, où par exemple des pièces de carrosserie sont formées à partir de flans de tôle d'acier, les flans sont acheminés à la presse sous la forme d'une pile de flans. Un robot saisit les flans un à un et les introduit dans la presse. Pour faciliter le décollage des flans entre eux, on utilise par exemple des aimants séparateurs disposés sur un des côtés de la pile de flans. Mais malgré la séparation des flans en bordure par les aimants, le film d'huile entre les flans engendre un effet de "ventouse" sur les zones où les aimants ne sont pas implantés. Cela a pour conséquence de produire une surcharge sur les ventouses qui sont les plus éloignées des aimants séparateurs. Et cela entraîne surtout des pertes de flans pendant leur transport de la pile de flans jusqu'à la presse avec, pour conséquence, des arrêts de la ligne de production. Le but de l'invention est de remédier à ces 25 inconvénients. Le but de l'invention est atteint avec un dispositif à ventouses pour la préhension et le portage d'un flan, notamment d'un flan métallique, comprenant un support sur lequel sont montés, axialement mobiles 30 perpendiculairement au support, des éléments portant chacun à l'une de ses deux extrémités opposées une ventouse, les ventouses étant en saillie sur une même face du support et déplaçables entre une position de préhension dans laquelle les ventouses saisissent le flan 35 et une position de portage dans laquelle les ventouses tiennent le flan pendant le portage de ce dernier, chacun des éléments porteurs comportant des moyens déterminant la distance de son mouvement axial vers sa position de portage. Selon l'invention, la distance du mouvement axial augmente successivement d'un premier côté du support au côté opposé du support afin que le flan soit soulevé par les ventouses successivement du premier côté du support au côté opposé du support. Grâce aux dispositions de l'invention, les ventouses ne soulèvent pas le flan toutes en même temps mais le soulèvent progressivement à partir d'un premier de ses bords jusqu'au bord opposé. De cette manière, on réussit de déjouer l'effet d'adhérence des flans entre eux résultant du film d'huile dont chaque flan est enduit, en décollant chaque flan progressivement de sa pile. Autrement dit, chaque flan est en premier lieu décollé par le côté où les aimants séparent les flans les uns des autres pour finir d'être décollé sur la partie de la surface la plus éloignée des aimants. Le flan est donc en quelque sorte déroulé à la façon de tourner une page d'un livre et ventouses sont sollicitées seulement lorsqu'elles tiennent le flan à des endroits où sa surface inférieure n'est plus en contact avec le flan de dessous. Le dispositif de l'invention peut également avoir 25 une au moins des caractéristiques supplémentaires suivantes . - les positions de portage des ventouses sont situées sur un plan incliné par rapport à la face du support sur laquelle elles sont en saillie ; 30 - les moyens déterminant la distance du mouvement axial de chaque élément porteur comprennent un dispositif de butée et un organe venant en application contre le dispositif de butée ; - l'organe venant en application contre le 35 dispositif de butée comporte une bague de calage à hauteur prédéterminée pour chacune des ventouses, la bague étant disposée entre la butée et le support ; - les moyens déterminant la distance du mouvement axial de chaque élément porteur comprennent au moins deux gorges annulaires formées axialement espacées l'une de l'autre sur l'élément porteur ainsi qu'un anneau élastique adapté pour être placé dans une des gorges annulaires selon la position de portage déterminée pour chaque ventouse ; chaque élément porteur est pourvu d'un ressort de rappel disposé entre le support et la ventouse de sorte que le mouvement axial de l'élément vers sa position de portage soit effectué sous la contrainte de la force de rappel du ressort ; - chaque élément porteur est pourvu d'un raccord pour une arrivée d'air venant d'une source de sous-15 pression commandée. Le but de l'invention est également atteint avec un procédé de préhension d'un flan moyennant un dispositif selon la description ci avant, le procédé comprenant les étapes de tenir le dispositif sur le flan, abaisser le 20 support jusqu'à la position de préhension à laquelle les ventouses sont an appui sur le flan pour le saisir, puis remonter le support pour permettre aux ventouses d'atteindre successivement leurs positions de portage. Ce procédé peut être mis en oeuvre avec l'une au 25 moins des caractéristiques supplémentaires suivantes : - le mouvement axial des ventouses vers leur position de préhension est effectué sous la contrainte de la force de rappel de ressorts ; - une sous-pression est appliquée aux ventouses pour 30 saisir le flan. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-après d'un mode de réalisation de l'invention. La description est faite en référence aux dessins dont : 35 - la figure 1 représente schématiquement en une vue de dessus un dispositif de l'invention, - la figure 2 représente le dispositif de l'invention en une vue de côté au-dessus d'une pile de flans, - la figure 3 représente le dispositif de 5 l'invention en contact avec un flan à saisir, - la figure 4 représente le dispositif en position de saisie du flan, - la figure 5 représente le dispositif de l'invention ayant saisi le flan et 10 la figure 6 représente une variante de réalisation d'un sous-ensemble à ventouse du dispositif de l'invention. Selon la figure 1, qui est une vue de dessus, un dispositif selon l'invention comprend un support 1 avec 15 une poignée-robot 100 pour la fixation du dispositif sur un bras d'un robot. Le support 1 est formé par deux longerons 1A, 1B disposés parallèlement l'un à l'autre et attachés l'un à l'autre et à la poignée-robot 100 par des entretoises transversales 1C, 1D. 20 Les longerons 1A, 1B sont pourvus de barres transversales 2, également appelés des antennes, dont chacun est porteur d'un sous-ensemble à ventouse 3 visible sur les figures 2 à 5 en une vue latérale. Chacun des sous-ensembles 3 est monté sur la barre 2 25 correspondante moyennant une pièce 21 solidaire de la barre 2 et dans laquelle le sous-ensemble 3 est monté axialement mobile perpendiculairement au support 1 pour être déplaçable, par rapport au support 1, entre une position de préhension dans laquelle la ventouse saisit 30 un flan et une position de portage dans laquelle elle tient le flan afin que le dispositif de l'invention puisse porter le flan à destination, par exemple dans une presse. Les sous-ensembles 3 sont disposés sur le support 1 sous la forme d'une matrice en quatre rangées 35 parallèles A à D, chaque rangée comportant quatre sous-ensembles 3. La figure 2 représente le dispositif de l'invention en une vue de côté avec coupe partielle, montrant plus particulièrement la conception des sous-ensembles 3 à ventouse. Le dispositif est représenté dans une position d'approche au-dessus d'une pile de flans T. Sur un côté de la pile de flans, ici sur le côté droit, sont disposés des aimants séparateurs M ayant pour fonction d'obtenir un début de séparation des flans supérieurs de la pile. Chacun des sous-ensembles 3 est monté directement sur le support 1 et chacune des ventouses 4 est axialement mobile perpendiculairement par rapport à une face inférieure 11 du support 1 par rapport à laquelle toutes les ventouses 4 sont en saillie. Les sous-ensembles 3 sont représentés en une position de repos qui est en même temps la position de portage. C'est dans cette position que les sous-ensembles 3 retournent, après avoir saisi un flan, avant de le porter à destination. Chacun des sous-ensembles 3 comprend une ventouse 4 montée sur un élément porteur 5 pourvu d'un moyen élastique de rappel 6, ici sous la forme d'un ressort hélicoïdal coaxial. Pour l'alimentation de la ventouse 4 en sous-pression, l'élément porteur 5 est pourvu, à l'extrémité opposée par rapport à la position de la ventouse 4, d'un raccord 9 adapté pour la connexion d'une arrivée 10 d'une source de vide. La partie de chaque élément porteur 3 qui est située au-dessus d'une face supérieure 12 du support 1 comprend un dispositif de butée qui est en appui sur la face supérieure 12 du support 1 sous l'effet du ressort de rappel 6. Le dispositif de butée comprend un organe de butée 7 solidaire de l'élément porteur 5 et une bague de calage 8 interposée entre le dispositif de butée 7 et la face supérieure 12 du support 1. Conformément à l'invention, les bagues de calage 8 ont des hauteurs h différentes. Selon l'agencement représenté sur la figure 2, la hauteur h augmente en direction du côté du support 1 duquel sont situés les aimants séparateurs M, à partir du côté opposé du support 1. Plus précisément, selon les indications portées sur les figures 2 et 3, les bagues de calage 8 de la rangée A ont une hauteur h1, les bagues de la rangée B une hauteur h2 qui est supérieure à la hauteur h1, les bagues de la rangée C ont une hauteur h3 qui est supérieure à la hauteur h2 et les bagues de la rangée D une hauteur h4 supérieure à la hauteur h3. Il en résulte que les ventouses 4, lorsqu'elles sont en position de portage, sont en saillie par rapport à la face inférieure 11 du support 1, à des hauteurs H différentes, décroissantes vers les aimants séparateurs M. Ainsi, les ventouses de la rangée A sont en saillie sur une hauteur H1, les ventouses de la rangée B sont en saillie sur une hauteur H2 inférieure à la hauteur H1, les ventouses de la rangée C sont en saillie sur une hauteur H3 inférieure à la hauteur H2 et les ventouses de la rangée D sont en saillie sur une hauteur H4 inférieure à la hauteur H3. De cette façon, comme cela est plus particulièrement indiqué sur la figure 5 à titre d'exemple, les ventouses 4 du dispositif de préhension de l'invention peuvent être disposées sur une pente 41 enfermant avec la face inférieure 11 du support 1, représentée par un plan parallèle 42, un angle a aigue, par exemple un angle a de l'ordre de 2 ou 3°. Grâce à cette caractéristique de l'invention, le dispositif de préhension de l'invention est en mesure de soulever le flan supérieur d'une pile de flans T progressivement du côté des aimants séparateurs M vers le côté opposé de la pile, à la façon de tourner une page d'un livre. Ce fonctionnement du dispositif de l'invention sera décrit plus loin en référence aux figures 2 à 5. Comme cela est visible sur la figure 2, lorsque le dispositif de préhension est approché d'une pile de flans T pour saisir un flan, les ventouses 4 sont en position de repos qui est en même temps la position de portage, c'est-à-dire en saillie maximale par rapport à la face inférieure 11 du support 1. La position de portage ou position basse est assurée grâce à la contrainte de rappel des ressorts 6. En raison de la présence de bagues de calage 8 de hauteurs h1 à h4 croissant de la rangée gauche A à la rangée droite D, la hauteur de saillie H1 à H4 des ventouses diminue de la rangée gauche A à la rangée droite D. En conséquence, les ventouses de la rangée D sont situées plus haut que les ventouses de la rangée A, en position horizontale du support 1. C'est dans cette disposition que le dispositif de l'invention atteint la pile de flan T. Comme le représente la figure 3, les ventouses 4 du dispositif de l'invention entrent en contact avec le flan supérieur lorsque ce dernier est déjà légèrement soulevé du côté droit par les aimants séparateurs M. Puisque les aimants M sont situés uniquement sur le côté droit de la pile de flans, le flan supérieur reste par sa partie restante essentiellement en contact avec la pile. Pour être sûr que toutes les ventouses sont en contact avec le flan à saisir et, de plus, pour pouvoir appliquer efficacement la sous-pression à toutes les ventouses de manière qu'elle saisissent sans défaut le flan, le support 1 est baissé davantage, c'est-à-dire au-delà d'une distance qui correspond à la différence de hauteur entre le point le plus haut du flan et le point le plus bas. Cette situation est représentée sur la figure 4. Comme le montre la figure 4 également, lorsque le support 1 est abaissé et les ventouses 4 sont donc en position de préhension, les ressorts 6 sont comprimés. C'est dans cette situation du dispositif de l'invention par rapport au flan supérieur à saisir que la sous- pression est appliquée aux ventouses et que celles-ci saisissent le flan. Par la suite, c'est-à-dire lorsque le support 1 remonte, les ventouses 4 restent d'abord immobile, ensemble avec le flan saisi, sous l'effet de détente des ressorts 6 jusqu'à ce que, selon les hauteurs H1 à H4, les ventouses 4 atteignent leur position de portage respective. A la fin de ce mouvement relatif entre le support 1 et les ventouses 4, les butées 7 de chaque élément porteur 5 viennent en appui sur les bagues de calage 8 correspondantes qui sont elles-mêmes en appui sur le support 1. Cette venue en appui s'effectue successivement de droite à gauche, c'est-à-dire de la rangée D à la rangée A, et correspond à un soulèvement successif du flan de son bord droit, donc du côté des aimants séparateurs M, vers le bord opposé. La figure 5 représente enfin la situation du dispositif de l'invention, lorsqu'un flan a été saisi par le dispositif et que ce flan est porté par exemple vers une presse. On reconnaît sur cette figure que le flan est maintenu dans une position oblique par rapport à l'horizontale, puisque les ventouses 4 sont, en position de portage, situées elles-mêmes sur un plan oblique enfermant avec la face inférieure 11 du support 1 un angle aigu a de l'ordre de 2 ou 3°. La figure 6 représente un sous-ensemble 3A du dispositif de l'invention qui est une variante de réalisation du sous-ensemble 3 décrit plus haut en ce qui concerne les moyens pour obtenir la disposition des ventouses 4 à des hauteurs différentes par rapport à la face inférieure 11 du support 1. Le sous-ensemble 3A comprend, comme selon le mode de réalisation décrit plus haut, une ventouse 4, un élément porteur 5, un ressort de rappel 6 et un raccord 9 pour l'amenée de l'air en sous-pression. Pour déterminer la distance du mouvement axial de l'élément porteur 5, le sous-ensemble 3A comprend par contre une butée 75 qui diffère de la butée 7 du sous-ensemble 3 en ce qu'elle est un élément amovible adapté pour être placé sur l'élément porteur 5 dans l'une quelconque de plusieurs gorges formées sur l'élément porteur 5. Selon l'exemple non limitatif représenté, la butée 75 est un anneau élastique, par exemple un circlip, destiné à être disposée dans une de quatre gorges annulaires 71 à 74 formées sur l'élément porteur 5, en fonction de la hauteur à laquelle la ventouse doit être située en position de portage de l'élément porteur 5. Lorsque le sous-ensemble 3 est disposé dans la rangée A, l'anneau élastique 75 est engagé dans la gorge la plus haute des quatre gorges, donc dans la gorge 71, et lorsque le sous-ensemble 3 est disposé dans la rangée D, l'anneau élastique 75 est engagé dans la gorge la plus basse des quatre gorges, donc dans la gorge 74. Lorsque le sous-ensemble 3 est disposé dans la rangée B ou dans la rangée C, l'anneau élastique 75 est engagé respectivement dans la gorge 72 ou dans la gorge 73. REVENDICATIONS1. Dispositif à ventouses pour la préhension et le portage d'un flan, notamment d'un flan métallique, comprenant un support (1) sur lequel sont montés, axialement mobiles perpendiculairement au support (1), des éléments (5) portant chacun à l'une de ses deux extrémités opposées une ventouse (4), les ventouses (4) étant en saillie sur une même face (11) du support (1) et déplaçables entre une position de préhension dans laquelle les ventouses (4) saisissent le flan et une position de portage dans laquelle les ventouses (4) tiennent le flan pendant le portage de ce dernier, chacun des éléments porteurs (5) comportant des moyens (7, 8) déterminant la distance de son mouvement axial vers sa position de portage, caractérisé en ce que la distance du mouvement axial augmente successivement d'un premier côté du support (1) au côté opposé du support (1) afin que le flan soit soulevé par les ventouses (4) successivement du premier côté du support (1) au côté opposé du support (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les positions de portage des ventouses (4) sont situées sur un plan (41) incliné par rapport à la face (11) du support (1) sur laquelle elles sont en saillie. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens déterminant la distance du mouvement axial de chaque élément porteur (5) comprennent un dispositif de butée (7) et un organe (8) venant en application contre la butée (7). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe venant en application contre le dispositif de butée (7) comporte une bague de calage (8) à hauteur prédéterminée (h) pour chacune des ventouses (4), la bague (8) étant disposée entre la butée (7) et le support (1). 5. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens déterminant la distance du mouvement axial de chaque élément porteur (5) comprennent au moins deux gorges annulaires (71, 72) formées axialement espacées l'une de l'autre sur l'élément porteur (5) ainsi qu'un anneau élastique (75) adapté pour être placé dans une des gorges annulaires (71, 72) selon la position de portage déterminée pour chaque ventouse (4). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque élément porteur (5) est pourvu d'un ressort de rappel (6) disposé entre le support (1) et la ventouse (4) de sorte que le mouvement axial de l'élément (5) vers sa position de portage soit effectué sous la contrainte de la force de rappel du ressort (6). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque élément porteur (5) est pourvu d'un raccord (9) pour une arrivée d'air (10) venant d'une source de sous-pression commandée. 8. Procédé de préhension d'un flan moyennant un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant les étapes de tenir le dispositif sur le flan, abaisser le support (1) jusqu'à la position de préhension à laquelle les ventouses (4) sont an appui sur le flan pour le saisir, puis remonter le support (1) pour permettre aux ventouses 30 (4) d'atteindre successivement leurs positions de portage. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le mouvement axial des ventouses (4) vers leur position de préhension est effectué sous la contrainte de 35 la force de rappel de ressorts (6). 10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé par l'application d'une sous-pression aux ventouses (4) pour saisir le flan.