Brevet FR3014723A1 — publié le 20150619

"FUSIBLE MECANIQUE POUR ROBOT" [0001] La présente invention concerne un bloc-fusible destiné à protéger l'interface entre un bras de robot et une main de préhension montée sur ce bras de robot ainsi qu'un robot industriel pourvu de tels blocs-fusibles. [0002] Dans le domaine de la production automobile et aussi dans d'autres domaines où l'on transforme des feuilles de métal, appelées des flans, en des pièces de carrosserie, en des boîtiers et en bien d'autres éléments de forme complexes, notamment par emboutissage en plusieurs étapes, on utilise des robots pour prélever les flans d'un stock et pour les déplacer vers une première station de travail et puis d'une station de travail à l'autre pour leur faire subir différentes opérations d'emboutissage. [0003] Lorsque le flan est déplacé entre deux opérations, il peut arriver que le bras du robot entre en collision avec un élément mécanique extérieur, ce qui entraîne une casse de la pièce déplacée et du matériel installé sur le poignet du bras du robot. Cela génère un arrêt de la ligne de production dans laquelle le robot est intégré et des coûts souvent non négligeables pour la remise en état du bras du robot et pour le remplacement du matériel embarqué sur le poignet du robot. [0004] Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients. [0005] Le but de l'invention est atteint avec un bloc-fusible pour un bras de robot, destiné à être placé à l'interface entre un poignet du bras de robot et une main de préhension, le bloc-fusible comportant un corps allongé avec au moins une partie en saillie formant un mors destiné à saisir la main de préhension et avec un plan de rupture prédéterminé pour la séparation, en cas de surcharge, de la partie en saillie du corps allongé. [0006] Selon le mode de réalisation choisi, le bloc-fusible peut également avoir l'une au moins des caractéristiques supplémentaires suivantes : - le bloc-fusible comprend des trous de passage pour des vis permettant de fixer le bloc- fusible sur le poignet du bras de robot, et une plaque de maintien perforée et adaptée pour être placée sur le corps du bloc-fusible, du côté opposé au bras de robot, lors de son montage sur le bras de robot, la disposition et les dimensions des perforations de la plaque de maintien correspondant à celles des trous de passage du corps du bloc-fusible. - la partie en saillie est orientée dans le sens transversal par rapport à la longueur du corps ; - les trous de passage sont disposés en au moins une rangée de trous orientée dans le sens de la longueur du corps du bloc-fusible ; - le bloc-fusible comprend deux parties en saillie et deux rangées de trous de passage ; - le corps du bloc-fusible est réalisé en une matière plastique rigide ; - le corps du bloc-fusible est réalisé en nylon ; - la largeur de la plaque de maintien est inférieure à la largeur du corps du bloc-fusible. [0007] Le but de l'invention est également atteint avec un robot industriel adapté pour le transfert d'une pièce en cours de production entre deux opérations, le robot comprenant un bras de robot avec un poignet de robot et une main de préhension fixée au poignet de robot, la main de préhension étant pourvue d'une bride pris en étau par deux blocs-fusibles serrant la main de préhension de cette manière contre le poignet, chacun des blocs-fusibles comportant un plan de rupture prédéterminé pour la séparation, en cas de surcharge, de la partie en saillie du corps allongé. [0008] Le fait que la main de préhension n'est pas fixée au poignet de robot par des vis ni par d'autres moyens ayant une grande résistance à la rupture mais par deux bloc-fusible avec un plan de rupture prédéterminé pour la séparation, en cas de surcharge, de la partie en saillie du corps allongé, évite, en cas de choc engendrant une surcharge, la casse ou la détérioration de la main de préhension du robot, du système de fixation de la main de préhension sur le poignet du robot et permet également de sauvegarder la main de préhension et la pièce en cours de production. [0009] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-après d'un mode de réalisation du bloc-fusible et de la description de son montage sur un bras de robot. [0010] La description est faite en référence aux dessins dont : - la figure 1 est une vue en perspective sur la fixation d'une main de préhension sur le poignet d'un bras de robot, - les figures 2A et 2B représentent, en une vue en perspective, un bloc-fusible selon un premier mode de réalisation de l'invention dans deux directions opposées, - les figures 3A et 3B représentent, en une vue en perspective, un autre mode de réalisation du bloc-fusible selon l'invention et - la figure 4 est une vue de dessus sur la fixation de la figure 1. [0011] La figure 1 est une vue en perspective, à partir d'une main de préhension 2 d'un robot, sur la fixation de la main de préhension 2 à un poignet 1 d'un bras de robot industriel, par exemple d'un robot inter-presses d'une ligne d'emboutissage dans l'industrie automobile. La main de préhension 2 est représentée par un rail 21 sur lequel sont montés des moyens de préhension tels que des ventouses, et un élément de montage 22 avec une bride 23 pour la fixation de la main de préhension 2 au poignet 1 du bras de robot. [0012] La figure 1 montre plus particulièrement que la main de préhension 2 est fixée au poignet 1 par deux blocs-fusibles 3 vissés sur le poignet 1. Les deux blocs-fusibles 3 saisissent la main de préhension 2 sur les deux bords verticaux opposés de la bride 23 à la façon de deux mors et la maintiennent serrée sur le poignet 1. Le fait que les deux bloc- fusible 3 saisissent la bride 23 sur les deux bords verticaux, et non pas sur les deux bords horizontaux, est lié au but recherché de cette disposition, à savoir pouvoir désolidariser la main de préhension 2 du poignet 1 lorsqu'un choc intervient sur le bras de robot lors d'un mouvement horizontal, par exemple lors d'un transfert d'une pièce en cours de production d'une presse à l'autre. Les deux blocs-fusibles 3 peuvent être réalisés en un mode de réalisation de base 3A et en un mode de réalisation préféré 3B. Leur montage est expliqué en détail en référence à la figure 4. [0013] Les figures 2A et 2B sont des vues en perspective respectivement sur la face arrière et sur la face avant d'un bloc-fusible selon un premier mode de réalisation de la présente invention. Le bloc-fusible, référencé ici 3A, comporte un corps allongé 31 de forme générale parallélépipédique ayant une hauteur H, une largeur L1 et une longueur P1 et une partie 32 qui est en saillie dans le sens de la largeur L1 du corps 31. Le corps 31 et la partie en saillie 32 sont réalisés en un seul bloc en une matière plastique rigide, par exemple en nylon. La partie 32 dépasse le corps 31 dans le sens de sa largeur, d'une largeur L2. Le bloc-fusible 3A est pourvu de cinq trous de passage 33 disposés dans une rangée A orientée dans le sens de la hauteur H du bloc-fusible et permettant à des vis 37 de traverser le bloc-fusible 3A lors de sa fixation sur le poignet 1. Les axes des trous 33 s'étendent dans le sens de la longueur P1 du bloc-fusible 3A. Il est précisé que les termes « hauteur », « largeur » et « longueur » sont à comprendre par rapport à la position d'utilisation du bloc-fusible, visible sur la figure 1. [0014] Le bloc-fusible 3A comprend en outre, rapportée au corps 31, une plaque de maintien 35 perforée ayant la même hauteur que le corps 31 et une largeur L4. La plaque de maintien 35 est pourvue de cinq trous de passage 36 dont les dimensions et la disposition en une rangée correspondent à celles des trous de passage 33 du corps 31 du bloc-fusible 3A. Les trous de passage 36 permettent, comme les trous de passage 33 du corps 31, aux vis 37 de traverser le bloc-fusible 3A lors de sa fixation sur le poignet 1. Lors du montage du bloc-fusible 3A sur le poignet 1 d'un bras de robot, la plaque de maintien 35 est disposée sur le corps 31 du bloc-fusible 3A du côté opposé par rapport au poignet 1 pour repartir la force de serrage engendrée par les vis 37 de manière homogène sur le corps 31. La plaque de maintien 35 contribue en outre à la définition d'un plan de rupture R du bloc-fusible 3A, comme cela sera expliqué en référence à la figure 4. A cet effet, la largeur L4 de la plaque 35 est inférieure à la largeur L1 du corps 31. [0015] Les figures 3A et 3B sont des vues en perspective respectivement sur la face arrière et sur la face avant d'un bloc-fusible selon un mode de réalisation préféré de la présente invention. Le bloc-fusible, référencé ici 3B, comporte un corps allongé 34 de forme générale parallélépipédique ayant la hauteur H et la longueur P1 du bloc-fusible 3A et une largeur L3, et deux parties 32 qui sont en saillie dans deux directions opposées dans le sens de la largeur L3 du corps 34 et qui sont dans un même plan. Chacune des parties 32 dépasse le corps 34, dans le sens de sa largeur, de la largeur L2. Le bloc-fusible 3B est pourvu de dix trous de passage 33 disposés dans deux rangées A, B de cinq trous chacune et orientées dans le sens de la hauteur H du bloc-fusible. Les axes des trous 33 s'étendent dans le sens de la longueur P1 du bloc-fusible 3B. [0016] Le corps 34 du bloc-fusible 3B et les deux parties 32 en saillie sont réalisés en un seul bloc en une matière plastique rigide, par exemple en nylon, et forment un élément symétrique par rapport à un plan médian M comportant la hauteur H et la longueur P1 du bloc-fusible 3B et par rapport à un plan médian perpendiculaire au plan M. Les deux rangées A, B de trous de passage 33 sont également disposées symétriquement par rapport au plan médian M et au plan médian perpendiculaire à celui-ci. Grâce à ces dispositions de ce mode de réalisation de l'invention, le bloc-fusible est réversible et peut donc être utilisé une seconde fois, après la rupture d'une première des deux parties en saillie 32, comme cela sera expliqué en référence à la figure 4. [0017] Le bloc-fusible 3B comprend en outre, rapportée au corps 34, une plaque de maintien 35 perforée qui a la même hauteur H que le corps 34 du bloc-fusible 3B et une largeur supérieure ou égale à la largeur L4 de la plaque 35 utilisée pour le bloc-fusible 3A et inférieure à la largeur L3 du corps 34, comme cela sera également expliqué en référence à la figure 4. [0018] A titre d'exemple, pour donner une idée de l'ordre de grandeur des dimensions d'un bloc-fusible selon l'invention, le bloc-fusible 3B comprend un corps 34 ayant une hauteur H de 80 mm, une largeur L3 de 20 mm et une longueur P1 de 25 mm avec des parties en saillie 32 ayant une largeur L2 de 5 mm et une longueur P2 de 9 mm et une plaque de maintien 35 ayant une largeur L4 de 17 mm. Les trous de passage 33 et 36 respectivement du corps 34 et de la plaque 35 ont un diamètre de 6,1 mm. [0019] La figure 4 montre comment la main de préhension 2 est fixée au poignet 1 par deux blocs-fusibles de l'invention et comment les blocs-fusibles se comportent en cas de choc essentiellement horizontal. La figure 4 ne représente que l'interface entre le poignet 1 et la main de préhension 2. Les blocs-fusibles sont représentés dans la version du mode de réalisation préféré de l'invention, donc du bloc-fusible réversible 3B. [0020] La main de préhension 2, dont la figure 4 ne représente que l'élément de montage 22 avec la bride 23, est fixée au poignet 1 par deux blocs-fusibles 3B. En variante, elle pourrait être fixée par deux blocs-fusibles 3A. Aussi, la description ci-après est également valable, de manière analogue, pour le bloc-fusible 3A. [0021] Chacun des blocs-fusibles 3B est vissé sur le poignet 1 par cinq vis 37 passant par les trous 36 de la plaque de maintien 35 puis par les trous 33 de celle des deux rangées A et B du corps 34 qui est plus proche de la bride 23. La partie en saillie 32 correspondante saisit un bord 24 de la bride 23 qu'elle recouvre et le prend en étau et serre la main de préhension 2 de cette manière contre le poignet 1. Les deux blocs-fusibles 3B fixent donc ensemble la main de préhension 2 au poignet 1. [0022] Sur chacune des plaques de montage 35, la rangée de trous 33 est disposée de façon que, lors du montage de la main de préhension 2 sur le poignet 1, un bord 38 de la plaque 35 en regard de la main de préhension soit situé en dehors de la partie en saillie 32, quelle que soit la largeur de la plaque 35. Par cette disposition de l'invention, il est assuré que, en cas de choc essentiellement horizontal lors d'un pivotement du bras de robot, l'effort exercé sur la main de préhension 2 qui tend à provoquer un décollement de la bride 23, du poignet 1 du même côté de la main de préhension 2 que celui qui reçoit le choc, provoque un cisaillement de la partie en saillie 32 par le bord 38 de la plaque de maintien 35 et le bord 24 de la bride 23. Les deux bords 24 de la bride 23 et le bord correspondant 38 de chacune des deux plaques de montage 35 définissent ainsi, pour chacune des deux directions possibles d'un choc, un plan de rupture R de la partie en saillie 32 concernée. Les plans de rupture R passant par le bord 24 de la bride 23 respective et étant orientés vers l'extérieur par rapport à la main de préhension 2, il est assuré que, en cas de choc, la partie en saillie 32 située du même côté de la main de préhension 2 que la source du choc, soit sectionnée et que la main de préhension 2 soit libérée au moins de ce côté. [0023] C'est d'ailleurs par rapport à la disposition indiquée ci-avant selon laquelle le bord 38 de la plaque 35 doit être situé en dehors de la partie en saillie 32, qu'il faut comprendre que la largeur L4 de la plaque 35 doit être inférieure à la largeur L1 du corps 31 dans le cas du bloc-fusible 3A et à la largeur L3 du corps 34 dans le cas du bloc-fusible 3B. Cette disposition sous-entend bien sûr que tout dépassement éventuel du corps 31 ou 34 par le bord opposé au bord 38 de la plaque 35 n'est pas pris en considération puisqu'il ne contribue pas à l'appui de la plaque 35 sur le corps 31 ou 34. [0024] Pour éviter que la main de préhension 2 soit abîmée par la chute consécutive au choc, des moyens pour rattraper ladite main tels des chaînes ou des filets peuvent être prévus. [0025] L'avantage de l'utilisation de blocs-fusibles 3B par rapport à l'utilisation de blocs- fusibles 3A est la possibilité de pouvoir les retourner après une première rupture et de les réutiliser, les blocs-fusibles 3B étant conçu à cet effet de façon symétrique par rapport au plan médian M indiqué sur la figure 3 et par rapport à un plan médian perpendiculaire au plan M. La possibilité de pouvoir retourner les bloc-fusibles 3B et de les réutiliser représente un avantage en temps de réparation et en coût de pièces de rechange qui se rajoute à celui d'une mise en oeuvre facile du système de fixation de la main de préhension moyennant les blocs-fusibles de l'invention. REVENDICATIONS1. Bloc-fusible pour un bras de robot, destiné à être placé à l'interface entre un poignet (1) du bras de robot et une main de préhension (2), le bloc-fusible (3) comportant un corps allongé (31) avec au moins une partie en saillie (32) formant un mors destiné à saisir la main de préhension (2) et avec un plan de rupture (R) prédéterminé pour la séparation, en cas de surcharge, de la partie en saillie (32) du corps allongé (31). 2. Bloc-fusible selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des trous de passage (33) pour des vis (37) permettant de fixer le bloc-fusible sur le poignet (1) du bras de robot, et une plaque de maintien (35) perforée et adaptée pour être placée sur le corps (31) du bloc-fusible, du côté opposé au poignet (1) du bras de robot, lors de son montage sur le poignet (1), la disposition et les dimensions des perforations (36) de la plaque de maintien (35) correspondant à celles des trous de passage (33) du corps (1) du bloc-fusible. 3. Bloc-fusible selon la revendication 2, caractérisé en ce que les trous de passage (33) sont disposés en au moins une rangée de trous (A) orientée dans le sens de la longueur du corps (31) du bloc-fusible. 4. Bloc-fusible selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend deux parties en saillie (32) et deux rangées de trous de passage (A, B). 5. Bloc-fusible selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le corps (31) du bloc-fusible est réalisé en une matière plastique rigide. 6. Bloc-fusible selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le corps (31) du bloc-fusible est réalisé en nylon. 7. Bloc-fusible selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la largeur (L2) de la plaque de maintien (35) est inférieure à la largeur (L1) du corps (31) du bloc-fusible. 8. Robot industriel adapté pour le transfert d'une pièce en cours de production entre deux opérations, le robot comprenant un bras de robot avec un poignet (1) et une main de préhension (2) fixée au poignet (1) du bras de robot, caractérisé en ce que la main de préhension (2) est pourvue d'une bride (23) et qu'elle est fixée au poignet (1) moyennant deux blocs-fusibles (3) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 montés sur lepoignet (1) et prenant la bride (23) de la main de préhension (2) en étau et serrant la main de préhension (2) de cette manière contre le poignet (1), chacun des blocs-fusibles comportant un plan de rupture (R) prédéterminé pour la séparation, en cas de surcharge, de la partie en saillie (32) du corps allongé (31).