Brevet FR2987024A1 — publié le 20130823

MAIN DE PREHENSION POUR LA MANUTENTION D'UNE CAISSE D'UN VEHICULE L'invention concerne une main de préhension pour la manutention 5 d'une caisse d'un véhicule, qui est notamment conçue pour être fixée sur un bras articulé d'un robot. Dans le cycle de production industrielle d'un véhicule automobile, la caisse du véhicule est déplacée d'un convoyeur à un autre, afin de réaliser différentes opérations d'assemblage et de travail sur la caisse. 10 A cet effet, on connait de nombreux types de main de préhension qui permettent la manipulation et le déplacement de la caisse, et qui sont destinées à équiper un bras articulé d'un robot. On connait notamment une main de préhension du type nacelle qui comporte une semelle pour la fixation de la main de préhension sur le bras 15 articulé d'un robot. La semelle est fixée sur une traverse de support qui est conçue pour s'étendre transversalement au dessus de la caisse. De plus, la main de préhension est équipée d'un premier doigt et d'un second doigt de support de la caisse, qui sont agencés à une première 20 extrémité transversale et à une seconde extrémité transversale de la traverse respectivement, chaque doigt comportant un tronçon vertical relié sur la traverse et un tronçon transversal de support conçu pour coopérer avec le soubassement de la caisse. Ce type de main de préhension permet de manipuler et de déplacer 25 la caisse, mais il présente un encombrement important et une masse élevée. Une main de préhension d'une masse élevée nécessite un robot d'une puissance adaptée qui permet la manipulation d'une telle main de préhension, c'est-à-dire un robot puissant et couteux. De plus, selon ce type de main de préhension, la traverse de 30 support est agencée au dessus de la caisse, ce qui rend délicat l'accrochage de la caisse sur un convoyeur surélevé qui coopère avec la partie supérieure de la caisse. On connait une autre main de préhension du type fourche qui comporte un longeron qui est conçu pour s'étendre longitudinalement à 35 l'extérieur de la caisse et sur lequel une semelle est fixée pour la fixation de la main de préhension sur le bras articulé d'un robot. De façon complémentaire, la main de préhension comporte une première traverse et une seconde traverse qui s'étendent chacune transversalement depuis le longeron, et qui sont conçues pour s'étendre transversalement à l'intérieur de la caisse. La première traverse s'étend à travers une première ouverture de porte et une seconde ouverture de porte latérales opposées transversalement, et la seconde traverse s'étend à travers une troisième ouverture de porte et une quatrième ouverture de porte latérales opposées transversalement. Chaque traverse est équipée de moyens de support conçus pour 10 coopérer avec le soubassement de la caisse, pour supporter la caisse. Bien que ce type de main de préhension permette de manipuler convenablement la caisse, la main de préhension présente un encombrement important et une masse élevée, de sorte que la main de préhension doit être montée sur un robot puissant. 15 En outre, l'utilisation d'une telle main de préhension du type fourche est limitée à une caisse d'un véhicule du type cinq portes. De plus, un tel encombrement limite les déplacements de la main de préhension dans les espaces réduits. Pour pallier notamment ces inconvénients, l'invention propose une 20 main de préhension qui présente un encombrement réduit et qui est conçue pour être utilisée avec un robot de moindre puissance. Dans ce but, l'invention propose une main de préhension pour la manutention d'une caisse d'un véhicule, du type qui comporte : - une semelle pour la fixation de la main de préhension sur un bras 25 articulé, - une traverse de support qui est conçue pour s'étendre transversalement à l'intérieur de la caisse, depuis une première ouverture, jusqu'à une seconde ouverture de portes latérales opposées délimitées par la caisse, 30 - des moyens de support de la caisse qui sont agencés sur la traverse et qui sont conçus pour supporter la caisse, caractérisée en ce que la semelle de la main de préhension est fixée sur la traverse, la semelle étant interposée transversalement entre une première extrémité transversale et une seconde extrémité transversale de la traverse, de sorte que la semelle est 35 agencée à l'intérieur de la caisse du véhicule, au voisinage du centre de gravité de l'ensemble constitué par la main de préhension et la caisse du véhicule, lorsque la main de préhension supporte la caisse. Ainsi, l'agencement de la semelle au voisinage du centre de gravité permet de limiter le porte à faux et d'utiliser un robot de moindre puissance. Selon une autre caractéristique, la semelle comporte une plaque de fixation qui s'étend globalement perpendiculairement à la traverse, de sorte que ladite plaque est agencée en regard de la première ouverture latérale de porte, lorsque la main de préhension supporte la caisse. Cette caractéristique permet de favoriser l'insertion du bras articulé 10 du robot à l'intérieur de la caisse. Selon un autre aspect, les moyens de support comportent un premier doigt et un second doigt de support de la caisse, qui sont agencés à la première extrémité transversale et à la seconde extrémité transversale de la traverse respectivement, chaque doigt comportant au moins un tronçon de 15 support conçu pour coopérer avec le soubassement de la caisse. De plus, le second doigt de support est conçu de sorte qu'il est apte à être inséré intégralement à travers la première ouverture et de la seconde ouverture de portes latérales ménagées dans la caisse. Aussi, le second doigt de support est monté mobile sur la traverse, 20 entre une position déployée de repos dans laquelle le premier doigt et le second doigt délimitent entre eux un espace transversal permettant le passage de la caisse entre lesdits doigts, et une position escamotée de support dans laquelle le premier doigt et le second doigt délimitent entre eux un espace transversal permettant à chacun desdits doigts de coopérer avec le 25 soubassement de la caisse. De façon complémentaire, la main de préhension comporte un vérin qui est interposé transversalement entre le second doigt de support et la traverse, de façon à entraîner en déplacement le second doigt de support entre sa position déployée de repos et sa position escamotée de support. 30 Selon un autre aspect, la main de préhension comporte un organe de verrouillage qui est monté mobile entre une position de déverrouillage dans laquelle l'organe de verrouillage est escamoté, et une position de verrouillage dans laquelle l'organe de verrouillage est déployé pour coopérer avec la caisse de façon à plaquer la caisse contre les moyens de support de la caisse. 35 De plus, l'organe de verrouillage est porté par la traverse et l'organe de verrouillage est monté coulissant selon une direction perpendiculaire à la traverse, de façon à pouvoir coopérer avec un élément du plancher de la caisse. Aussi, l'organe de verrouillage comporte au moins un élément d'arrimage qui est conçu pour coopérer avec un élément de forme 5 complémentaire du plancher de la caisse, afin de s'opposer au glissement longitudinal de la caisse sur la main de préhension. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : 10 - la figure 1 est une vue d'ensemble en perspective, qui illustre la main de préhension selon l'invention supportant une caisse de véhicule ; - la figure 2 est une vue de détail en perspective, qui illustre la main de préhension de la figure 1 comportant une traverse, une semelle, un organe de verrouillage, un premier doigt et un second doigt de support ; 15 - la figure 3 est une vue schématique en section transversale, qui illustre la main de préhension de la figure 1 dont le second doigt de support mobile occupe sa position déployée de repos ; - la figure 4 est une vue schématique en section transversale similaire à la figure 3, qui illustre la main de préhension de la figure 1 dont le 20 second doigt de support occupe sa position escamotée de support ; - la figure 5 est une vue schématique en section transversale similaire à la figure 3, qui illustre la main de préhension de la figure 1 sur laquelle la caisse est en appui vertical sur la main de préhension et l'organe de verrouillage occupe sa position de verrouillage de la caisse. 25 Dans la description et les revendications, on utilisera à titre non limitatif les expressions « supérieur », « inférieur » en référence à la partie supérieure et à la partie inférieure respectivement des figures 1 à 5. De plus, pour clarifier la description et les revendications, on adoptera à titre non limitatif la terminologie longitudinal, vertical et transversal 30 en référence au trièdre L, V, T indiqué aux figures. On a représenté à la figure 1 une main de préhension 10 pour la manutention d'une caisse 12 d'un véhicule automobile. La main de préhension 10 comporte une semelle 14 qui est fixée sur une partie supérieure d'une traverse 16 de support. 35 La traverse 16 est conçue pour s'étendre transversalement à l'intérieur de la caisse 12, à travers une première ouverture 18a et une seconde ouverture 18b de portes latérales qui sont opposées transversalement et qui sont délimitées par la caisse 12. Comme on peut le voir à la figure 1, la première ouverture 18a et la seconde ouverture 18b sont ici les ouvertures destinées à recevoir la porte 5 avant gauche et la porte avant droite du véhicule, respectivement, d'un véhicule du type dit « trois portes ». La semelle 14 présente des moyens pour la fixation de la main de préhension 10 sur un bras articulé 15 qui est représenté partiellement aux figures 3 à 5, comme un bras articulé d'un robot. 10 A cet effet, selon la figure 2, la semelle 14 comporte une plaque 20 de fixation qui délimite une pluralité de trous de fixation 22 qui sont aptes coopérer avec un moyen de fixation complémentaire du bras articulé 15. La plaque 20 de la semelle 14 s'étend globalement dans un plan vertical longitudinal, perpendiculairement à la traverse 16. 15 Avantageusement, la plaque 20 de fixation est sensiblement inclinée et orientée en regard de la première ouverture 18a de la caisse 12 et en regard de la première extrémité transversale de la traverse 16, de façon à favoriser l'insertion du bras articulé 15 du robot à travers l'ouverture 18a. Comme on peut le voir à la figure 1 et aux figures 3 à 5, la semelle 20 14 de la main de préhension 10 est fixée sur la traverse 16 de sorte que la semelle 14 est agencée à l'intérieur de la caisse 12 du véhicule lorsque la main de préhension 10 supporte la caisse 12. La semelle 14 est agencée au voisinage du centre de gravité de l'ensemble constitué par la main de préhension 10 et la caisse 12 du véhicule. 25 Selon un exemple de réalisation préféré, la semelle 14 est sensiblement décalée transversalement vers le côté duquel s'étend le bras articulé 15 du robot, notamment pour favoriser l'introduction du bras articulé 15 à l'intérieur de la caisse 12. La semelle 14 est fixée sur la traverse 16 au moyen d'une première 30 équerre 24 et d'une seconde équerre (non représentée) ajourées de renfort, chaque équerre étant ici soudée sur une face supérieure de la traverse 16. La main de préhension 10 est équipée d'un premier doigt 26a et d'un second doigt 26b de support de la caisse 12, qui sont agencés à une première extrémité transversale 29a et à une seconde extrémité transversale 35 29b de la traverse 16 respectivement. Comme on peut le voir à la figure 2, la semelle 14 est interposée transversalement entre le premier doigt 26a et le second doigt 26b de support. Le premier doigt 26a et le second doigt 26b comportent un premier tronçon vertical 28a et un second tronçon vertical 28b respectivement, ainsi 5 qu'un premier tronçon transversal 30a et un second tronçon transversal 30b de support respectivement. Chaque tronçon vertical 28a, 28b est relié sur la traverse 16, par vissage par exemple. Chaque tronçon transversal 30a, 30b est conçu pour coopérer avec 10 le soubassement, ou feuillure, de la caisse 12, pour supporter la caisse 12, comme on peut le voir à la figure 1. A cet effet, selon la figure 2, le premier tronçon transversal 30a présente la forme d'un U comportant une branche longitudinale 32a et deux branches transversales 34a. 15 Les branches transversales 34a sont écartées longitudinalement entre elles et elles sont chacune équipées à leur extrémité libre d'un patin 36a apte à coopérer avec le soubassement de la caisse 12. De même, le second tronçon transversal 30b présente la forme d'un U comportant une branche longitudinale 32b et deux branches 20 transversales 34b qui sont écartées longitudinalement entre elles et qui sont chacune équipées à leur extrémité libre d'un patin 36b apte à coopérer avec le soubassement de la caisse 12. Le second doigt 26b de support est conçu de sorte qu'il est apte à être inséré intégralement au travers de la première ouverture 18a et de la 25 seconde ouverture 18b de portes. A cet effet, le second tronçon transversal 30b du second doigt 26b de support présente une dimension inférieure à la dimension de la première ouverture 18a et de la seconde ouverture 18b de portes. Selon un autre aspect, le second doigt 26b de support est monté 30 coulissant transversalement sur la traverse 16, entre une position déployée de repos représentée à la figure 3, et une position escamotée de support représentée aux figures 4 et 5. Dans sa position déployée de repos, le second doigt 26b délimite avec le premier doigt 26a un espace transversal qui permet le passage vertical 35 du soubassement de la caisse 12 entre les doigts 26a, 26b de support. Dans sa position escamotée de support, le second doigt 26b délimite avec le premier doigt 26a un espace transversal réduit qui permet aux doigts 26a, 26b de coopérer avec le soubassement de la caisse 12, pour supporter la caisse, comme illustré aux figures 1 et 5. Complémentairement, la main de préhension 10 comporte un vérin 38 qui est interposé transversalement entre le second doigt 26b de préhension et la traverse 16, de façon à entraîner en déplacement le second doigt 26b de support entre sa position déployée de repos et sa position escamotée de support. Le vérin 38 est alimenté en air comprimé par l'intermédiaire d'un conduit (non représenté) relié à un conduit complémentaire porté par le bras articulé 15 du robot associé, par exemple. Selon un autre aspect, la main de préhension 10 comporte un organe de verrouillage 40 pour plaquer la caisse 12 contre le premier doigt 26a 15 et le second doigt 26b de support. A cet effet, comme on peut le voir à la figure 5, l'organe de verrouillage 40 présente la forme d'un T inversé qui comporte une branche supérieure 42 verticale d'entraînement et une branche inférieure 44 transversale d'appui. 20 Selon la figure 2, la branche inférieure 44 comporte un premier élément d'arrimage 46a et un second élément d'arrimage 46b qui sont chacun de la forme d'un U inversé dont les branches sont opposées longitudinalement pour délimiter entre elles un logement conçu pour coopérer avec un élément structurel de forme complémentaire du plancher de la caisse 12. 25 Ainsi, l'organe de verrouillage est apte à s'opposer au glissement longitudinal de la caisse 12 sur la main de préhension 10, par exemple en cas d'arrêt d'urgence du robot équipé de la main de préhension 10. De plus, l'organe de verrouillage 40 permet de maintenir la caisse 12 sur la main de préhension 10 en cas de déséquilibre de la caisse 12. 30 L'organe de verrouillage 40 est monté mobile entre une position de déverrouillage représentée aux figures 2 à 4, dans laquelle l'organe de verrouillage 40 est escamoté et agencé en regard du plancher de la caisse 12, et une position de verrouillage représentée à la figure 5, dans laquelle l'organe de verrouillage 40 est déployé de sorte qu'il coopère avec la caisse 12, de 35 façon a plaquer la caisse 12 contre le premier doigt 26a et le second doigt 26b de support. Dans ce but, l'organe de verrouillage 40 est monté sur la traverse 16 au moyen d'un vérin 48 dont la partie mobile est reliée à la branche supérieure 42 de l'organe de verrouillage 40, de sorte que l'organe de verrouillage 40 est monté coulissant verticalement selon une direction perpendiculaire à la traverse 16, entre sa position de déverrouillage et sa position de verrouillage. Les figures 3 à 5 illustrent les mouvements successifs effectués par la main de préhension 10 pour supporter la caisse 12. Dans ce but, la main de préhension 10 est insérée transversalement à travers la première ouverture 18a et la seconde ouverture 18b de porte de la caisse 12, de sorte que la traverse 16 s'étend transversalement à l'intérieur de la caisse 12, et le premier doigt 26a et le second doigt 26b sont agencés de part et d'autre de la caisse 12, comme on peut le voir à la figure 3. Selon la figure 4, le second doigt 26b de support est entraîné transversalement depuis sa position déployée de repos, jusqu'à sa position escamotée de support. En référence à la figure 5, la main de préhension 10 est entraînée verticalement vers le haut par le bras articulé 15, jusqu'à ce que la caisse 12 20 repose sur les doigts 26a, 26b de support. Enfin, toujours selon la figure 5, l'organe de verrouillage 40 est entraîné en déplacement depuis sa position de déverrouillage, jusqu'à sa position de verrouillage, de sorte que la caisse 12 est immobilisée sur la main de préhension 10. 25 La main de préhension 10 selon l'invention est apte à être montée sur un robot de moindre puissance, notamment grâce à la position de la semelle 14 au voisinage du centre de gravité de l'ensemble constitué par la caisse 12 et la main de préhension 10, qui limite le porte-à-faux. De plus, la conception de la main de préhension 10 avec une 30 traverse 16 unique et des doigts 26a, 26b de support de faibles dimensions permet de limiter la masse de la main de préhension 10 et la puissance du robot associé. REVENDICATIONS1. Main de préhension (10) pour la manutention d'une caisse (12) 5 d'un véhicule, du type qui comporte : - une semelle (14) pour la fixation de la main de préhension (10) sur un bras articulé (15), - une traverse (16) de support qui est conçue pour s'étendre transversalement à l'intérieur de la caisse (12), depuis une première ouverture 10 (18a), jusqu'à une seconde ouverture (18b) de portes latérales opposées délimitées par la caisse (12), - des moyens de support (26a, 26b) de la caisse (12) qui sont agencés sur la traverse (16) et qui sont conçus pour supporter la caisse (12), caractérisée en ce que la semelle (14) de la main de préhension (10) est fixée 15 sur la traverse (16), la semelle (14) étant interposée transversalement entre une première extrémité transversale (29a) et une seconde extrémité transversale (29b) de la traverse (16), de sorte que la semelle (14) est agencée à l'intérieur de la caisse (12) du véhicule, au voisinage du centre de gravité de l'ensemble constitué par la main de préhension (10) et la caisse (12) du 20 véhicule, lorsque la main de préhension (10) supporte la caisse (12). 2. Main de préhension (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la semelle (14) comporte une plaque (20) de fixation qui s'étend globalement perpendiculairement à la traverse (16), de sorte que ladite plaque (20) est agencée en regard de la première ouverture (18a) latérale de porte, 25 lorsque la main de préhension (10) supporte la caisse (12). 3. Main de préhension (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de support comportent un premier doigt (26a) et un second doigt (26b) de support de la caisse (12), qui sont agencés à la première extrémité transversale (29a) et à la 30 seconde extrémité transversale (29b) de la traverse (16) respectivement, chaque doigt (26a, 26b) comportant au moins un tronçon (30a, 30b) de support conçu pour coopérer avec le soubassement de la caisse (12). 4. Main de préhension (10) selon la revendication 3, caractérisée en ce que le second doigt (26b) de support est conçu de sorte qu'il est apte à 35 être inséré intégralement à travers la première ouverture (18a) et de la seconde ouverture (18b) de portes latérales ménagées dans la caisse (12). 5. Main de préhension (10) selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisée en ce que le second doigt (26b) de support est monté mobile sur la traverse (16), entre une position déployée de repos dans laquelle le premier doigt (26a) et le second doigt (26b) délimitent entre eux un espace transversal permettant le passage de la caisse (12) entre lesdits doigts (26a, 26b), et une position escamotée de support dans laquelle le premier doigt (26a) et le second doigt (26b) délimitent entre eux un espace transversal permettant à chacun desdits doigts (26a, 26b) de coopérer avec le soubassement de la caisse (12). 6. Main de préhension (10) selon la revendication 5, caractérisée en ce que la main de préhension (10) comporte un vérin (38) qui est interposé transversalement entre le second doigt (26b) de support et la traverse (16), de façon à entraîner en déplacement le second doigt (26b) de support entre sa position déployée de repos et sa position escamotée de support. 7. Main de préhension (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un organe de verrouillage (40) qui est monté mobile entre une position de déverrouillage dans laquelle l'organe de verrouillage (40) est escamoté, et une position de verrouillage dans laquelle l'organe de verrouillage (40) est déployé pour coopérer avec la caisse (12) de façon à plaquer la caisse (12) contre les moyens de support (26a, 26b) de la caisse (12). 8. Main de préhension (10) selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'organe de verrouillage (40) est porté par la traverse (16) et l'organe de verrouillage (40) est monté coulissant selon une direction perpendiculaire à la traverse (16), de façon à pouvoir coopérer avec un élément du plancher de la caisse (12). 9. Main de préhension (10) selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que l'organe de verrouillage (40) comporte au moins un élément d'arrimage (46a, 46b) qui est conçu pour coopérer avec un élément de forme complémentaire du plancher de la caisse (12), afin de s'opposer au glissement longitudinal de la caisse (12) sur la main de préhension (10).