Brevet FR3037842A1 — publié le 20161230

DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DE MANUTENTION DE PIÈCES PAR VENTOUSE DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION La présente invention a trait au domaine de la manutention de pièces et notamment aux adaptations permettant d'exploiter à cette fin une ventouse dans les meilleures conditions. DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR Classiquement, une ventouse est une calotte de caoutchouc qui peut être maintenue par la pression de l'air sur une surface plane en chassant le volume d'air se trouvant à l'intérieur de la ventouse (c'est-à-dire sous la calotte) dont l'ouverture est fermée par la pièce. Un tel moyen peut être utilisé dans un dispositif de manutention devant déplacer une pièce d'un point à un autre. Le dispositif doit alors saisir la pièce (opération de prise de pièce par la ventouse), la déplacer, puis la déposer (opération de libération de la pièce par la ventouse). Pour ce faire, il est connu de chasser le volume d'air en connectant le volume interne de la calotte en contact avec la pièce à une source de vide. Il est alors nécessaire de disposer d'un moyen de production d'une dépression qui doit être relié à ladite ventouse. Il est en outre nécessaire de gérer la production de la dépression en regard de la présence ou non d'une pièce en contact avec la ventouse. Une autre solution consiste à augmenter le volume interne de la calotte afin d'augmenter le vide et donc de mettre en oeuvre l'adhérence. Cette augmentation de volume est réalisée en utilisant 30 un actionneur piloté ou un organe mécanique manuel relié à la paroi de la calotte et assurant son déplacement, une fois mise en contact avec la pièce. Cette solution nécessite le pilotage d'un actionneur ou l'action d'un utilisateur pour les deux opérations de prise et de libération. 35 DESCRIPTION DE L'INVENTION Partant de cet état de fait, le demandeur a mené des recherches visant à simplifier la manutention de pièces qui utilise une ventouse. Ces recherches ont eu pour objectif d'éviter l'utilisation 3037842 2 d'un module de production d'une dépression et d'éviter le pilotage d'un actionneur ou l'activation manuelle d'un organe mécanique à la fois pour la prise de la pièce et pour la libération de cette dernière. Ces recherches ont abouti à la conception et à la 5 réalisation d'un dispositif de manutention d'une pièce au moyen d'au moins une ventouse souple remarquable en ce qu'il comprend une conduite faisant communiquer le volume intérieur de la ventouse avec la pression atmosphérique, ladite conduite étant équipée d'un clapet passant d'une position d'ouverture de la conduite à une position de 10 fermeture de la conduite, ledit clapet étant muni d'un organe de rappel du clapet en position de fermeture de la conduite, ledit organe de rappel du clapet autorise l'ouverture dudit clapet sous l'action du volume d'air emprisonné dans la ventouse par le contact de cette dernière avec la pièce et déplacé par un mouvement 15 de pression de la ventouse vers la pièce, ledit organe de rappel du clapet fait revenir ledit clapet en position de fermeture, une fois l'air chassé, permettant l'adhérence de la ventouse à la pièce pour la prise de la pièce, un actionneur est associé au clapet afin de commander son passage en 20 position ouverte pour la libération de la pièce. Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en ce qu'elle ne nécessite pas la présence d'un module de production d'une dépression, ni des conduites y associées pour assurer la prise de la pièce. Bien entendu, l'invention s'applique plus particulièrement à 25 des pièces présentant une surface lisse permettant de créer une liaison étanche avec les lèvres de la ventouse. Grâce au procédé de l'invention, il n'est pas non plus nécessaire de piloter la fin de la dépression pour libérer la pièce ou pour économiser de l'énergie. L'absence d'un module de production d'une dépression évite en outre la filtration de l'air, les conduites nécessaires à son déplacement, le volume sonore associé aux installations pneumatiques, etc.... En effet, le dispositif de l'invention reste particulièrement simple en exploitant la souplesse de la calotte formée par la ventouse, souplesse qui va permettre de chasser, par un mouvement de pression de la ventouse sur la pièce, l'air emprisonné hors du volume intérieur de la ventouse. C'est un clapet anti-retour qui referme la ventouse une fois l'air chassé et permet ainsi d'atteindre 3037842 3 l'adhérence souhaitée. En effet, une fois l'air chassé et le clapet refermé, lorsque la ventouse se lève, l'élasticité de la calotte plaque le rebord de la ventouse sur la pièce. Le volume de la ventouse augmente et cela crée une dépression permettant de 5 maintenir le clapet en position fermée et de saisir la pièce. L'actionneur n'est utilisé que pour permettre l'ouverture du conduit en déplaçant le clapet en position d'ouverture pour l'opération de libération de la pièce. Une telle conception permet d'obtenir un dispositif simple, peu onéreux et facile à mettre en 10 oeuvre et à entretenir. Le dispositif de l'invention présente ainsi un coût inférieur aussi bien en fabrication qu'en exploitation. Un autre avantage réside dans le cas où le dispositif est utilisé pour prendre plusieurs pièces simultanément. Pour ce faire, il est équipé de plusieurs ventouses. La situation de fin ou de 15 début de cycle peut faire qu'il n'y a pas toujours une pièce à soulever en regard de chaque ventouse. Le dispositif de l'invention peut fonctionner même en cas d'absence de pièces sous une des ventouses d'un même dispositif contrairement à un dispositif pneumatique. Ainsi, un dispositif conforme à l'invention est un 20 dispositif mettant en oeuvre plusieurs ventouses. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse, le clapet est mis en oeuvre par un moyen de bouchage de la conduite commandé par la tige d'un actionneur simple effet, équipé d'un organe de rappel. Ainsi, l'organe de rappel du clapet est constitué 25 par l'organe de rappel de l'actionneur simple effet. Plusieurs solutions d'actionneurs sont possibles néanmoins, selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, ledit actionneur simple effet est un électroaimant commandant la sortie d'une tige ou noyau dont l'extrémité libre est équipée dudit moyen 30 de bouchage. Ce choix simple et peu onéreux participe à la réalisation d'un dispositif de manutention peu onéreux, d'exploitation et de maintenance faciles. Afin de garantir une bonne étanchéité lors de la fermeture de la conduite faisant communiquer l'intérieur de la ventouse avec la 35 pression atmosphérique, ladite conduite débouche sur un raccord pneumatique avec lequel vient coopérer le moyen de bouchage. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, ledit raccord présente une âme creuse tronconique dont 3037842 4 les surfaces inclinées permettent d'optimiser l'étanchéité souhaitée avec le moyen de bouchage. Elle facilite en outre le déplacement du clapet en position ouverte sous la seule contrainte du volume d'air présent dans le volume intérieur de la ventouse. En effet, 5 l'inclinaison des surfaces de contact garantit l'étanchéité dans un sens de translation et facilite l'ouverture dans l'autre sens. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le moyen de bouchage est un joint torique équipant l'extrémité libre de la tige coopérant avec le raccord et venant en 10 appui dans l'âme creuse tronconique. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, ladite ventouse est une ventouse à soufflet. Une telle ventouse est connue mais elle est habituellement exploitée pour des dispositifs exploitant une dépression. Dans une telle installation, le soufflet 15 a pour fonction principale de donner une tolérance de positionnement de la ventouse par rapport à la pièce à saisir. Il n'est donc pas question, dans l'art antérieur, de faciliter le déplacement de l'air contenu dans le volume intérieur de la ventouse (et donc de soulever le clapet) par pliage du soufflet. L'utilisation d'une ventouse à 20 soufflet permet également de disposer de suffisamment d'air pour déplacer le clapet et ce, malgré son organe de rappel en position de fermeture. Bien entendu, une ventouse plate peut également être exploitée pour mettre en ouvre l'invention. 25 Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le dispositif comprend un moyen de mise en mouvement en translation assurant son mouvement en translation vers la pièce pour mise en contact et mise en compression de la ventouse. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de 30 l'invention, le dispositif comprend un profilé support traversé par un orifice et accueillant : - en face inférieure, une ventouse préformée d'un manchon raccordée à un raccord venant traverser ledit profilé plat au niveau de l'orifice pour s'y fixer et faire communiquer le volume intérieur 35 de la ventouse avec l'extérieur, - en face supérieure, un actionneur à simple effet mettant en mouvement une tige équipée d'un moyen d'étanchéité et positionné au 3037842 5 moyen d'une équerre au-dessus du raccord pour en assurer la fermeture. L'invention concerne également le procédé de manutention d'un dispositif de manutention à ventouse reprenant tout ou partie des 5 caractéristiques ci-dessus décrites. Ce procédé est remarquable en ce qu'il consiste à réaliser un mouvement de translation de la ventouse vers la pièce de façon à chasser l'air du volume intérieur par la conduite et à déplacer le clapet commandant ladite conduite. Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exposés 10 ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés, donnant à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention. 15 BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un dessin schématique d'une vue en perspective extérieure d'un mode de réalisation conforme à l'invention d'un dispositif positionné au-dessus d'une pièce à saisir; La figure 2 est un dessin schématique d'une vue extérieure de 20 face du dispositif de la figure 1 seul; La figure 3 est un dessin schématique d'une vue de côté du dispositif de la figure 1 seul sur laquelle apparaît le plan de coupe A-A; La figure 4 est un dessin schématique d'une vue de face en 25 coupe selon le plan de coupe A-A du dispositif positionné au-dessus d'une pièce à saisir; La figure 5 est un dessin schématique d'une vue de face en coupe selon le plan de coupe A-A du dispositif positionné en appui sur la pièce avec compression de la ventouse; 30 La figure 6 est un dessin schématique d'une vue de face en coupe selon le plan de coupe A-A du dispositif en position haute avec la pièce tenue; La figure 7 est un dessin schématique d'une vue de face en coupe selon le plan de coupe A-A du dispositif en position de 35 libération de la pièce. DESCRIPTION D'UN MODE PRÉFÉRÉ DE RÉALISATION Comme illustré sur le dessin de la figure 1, le dispositif de manutention référencé D dans son ensemble assure la manutention 3037842 6 d'une pièce référencée P constituée ici par un plateau circulaire à surface lisse. Ce dispositif D peut être installé à l'extrémité d'un bras robotisé (non illustré) ou être associé à tout moyen susceptible de le déplacer. 5 Comme illustré sur les dessins des figures 1, 2 et 3, le dispositif comprend un profilé horizontal de support 100 accueillant, en partie inférieure, une ventouse à soufflet 200 et, en partie supérieure, un électroaimant 300. Comme illustré sur le dessin de la figure 4, le profilé 100 est 10 plat. Il est percé, en partie médiane, d'un premier orifice 110 traversant. Selon un mode de réalisation non illustré, le profilé support est tubulaire à section carrée ou rectangulaire. La ventouse 200 est une ventouse souple à soufflet définissant, en extrémité inférieure, une ouverture circulaire dont le rebord 210 15 vient en contact avec la surface de la pièce P. L'extrémité supérieure adopte la forme d'un manchon 220 faisant communiquer le volume intérieur Vi de la ventouse 200, avec l'extérieur. Ledit manchon 220 est associé à un raccord pneumatique 400 assurant la fixation de la ventouse 200 au profilé support 100 tout 20 en laissant passer l'air du fait de son âme creuse 410 débouchante aux deux extrémités du raccord 400. Pour ce faire, ledit raccord 400 adopte une extrémité inférieure filetée 420 sur laquelle vient se visser ledit manchon 220. De plus, l'extrémité supérieure 430 dudit raccord 400 est elle-même filetée et préformée d'un épaulement 440. 25 Cette extrémité supérieure filetée 430 est introduite dans l'orifice 110 en mettant en appui ledit épaulement 440 contre le bord de l'orifice 110 sur la surface inférieure du profilé de support 100. Un écrou 450 vient, par vissage, maintenir en position le raccord 400 fixé au profilé support 100. L'extrémité supérieure 430 du 30 raccord 400 s'ouvre ainsi en partie supérieure du profilé 100. L'âme creuse du manchon 220 et celle du raccord 400 qui assure son prolongement, crée une conduite de communication du volume intérieur Vi de la ventouse 200 avec l'extérieur. L'électroaimant 300 comprend un corps 310 aménagé d'une âme 35 creuse 320 dans laquelle se déplace en translation verticale selon la double-flèche Fl, un noyau 330. Ce noyau 330 est équipé en extrémité supérieure d'un ressort 331 tendant à le ramener en position basse. L'extrémité inférieure est équipée d'un joint 332. 3037842 7 L'électroaimant 300 est disposé de façon coaxiale au raccord 400 de façon à ce que l'extrémité inférieure du noyau 330, équipée du joint 332, vient coopérer avec le raccord 400 à des fins de fermeture étanche. A cette fin, l'extrémité supérieure de l'âme creuse 410 du 5 raccord 400 recevant l'extrémité basse du noyau, équipée du joint 332, est préformée selon un profil tronconique. Le ressort 331 va constituer le moyen de rappel en position du clapet formé entre le joint 332 et le raccord 400. Le corps 310 de l'électroaimant 300 est maintenu en position 10 sur le profil support 100, au moyen d'une équerre 500 venant brider le corps 310 en étant fixé par deux vis 510 sur la face supérieure dudit profil support 100. Cette équerre 500 est en outre préformée sur sa partie verticale de trous 520 allongés dans le sens vertical permettant d'une part la fixation du corps 310 de l'électroaimant 15 300 à l'équerre 500 et, d'autre part, le réglage de la hauteur de la position de l'électroaimant 300 par rapport à l'extrémité haute du raccord 400. L'électroaimant 300 est alimenté en électricité au moyen de câbles (non illustrés) venant se connecter aux fiches 311 et 312 20 illustrées sur le dessin de la figure 1. Le fonctionnement du dispositif D va maintenant être décrit ci-dessous en s'appuyant sur les dessins des figures 4 à 7. Comme illustré sur le dessin de la figure 4, le dispositif D montré au repos c'est-à-dire avec la ventouse 200 déployée et le 25 ressort 331 qui maintient le joint 332 en contact avec le raccord 400. La ventouse 200 n'est pas encore en contact avec la pièce P. Conformément à l'invention, le module de mise en mouvement (non illustré) du dispositif D, l'entraîne en translation axiale selon la flèche F2 afin de le mettre en appui contre la pièce P, l'appui 30 étant poursuivi jusqu'à replier le soufflet de la ventouse 200. Comme illustrée sur le dessin de la figure 5, la compression du volume intérieur Vi de la ventouse 200 provoque le déplacement de l'air contenu vers le haut. Ce déplacement d'air crée une pression suffisante contre l'extrémité basse du noyau équipée du joint 332 35 pour comprimer le ressort 331 et autoriser une translation vers le haut, selon la flèche F3, dudit noyau 330. Le déplacement de l'air est symbolisé par les flèches F4. 3037842 8 Comme illustré sur le dessin de la figure 6, une fois l'air évacué du volume intérieur Vi, l'air n'exerce plus de pression contre l'extrémité basse du noyau équipée du joint 332. Le ressort 331 se déploie et met en appui le joint 332 contre le raccord 400 en 5 mettant en mouvement le noyau 330 en translation selon la flèche F5. La conduite de communication du volume intérieur Vi de la ventouse avec l'extérieur est donc fermée. En relevant le dispositif selon la flèche F6, l'élasticité de la calotte plaque le rebord 210 de la ventouse sur la pièce P, le volume de la ventouse augmente et cela 10 crée une dépression. La différence de pression entre l'extérieur et l'intérieur de la ventouse 200 assure l'adhérence de la pièce P à la ventouse 200. Le dispositif D peut alors déplacer la pièce P. Cette prise de pièce a été mise en oeuvre sans pilotage de l'électroaimant puisque seule la commande du mouvement de translation (flèche F6) du 15 dispositif D vers la pièce P a été nécessaire. L'exploitation du dispositif de manutention de l'invention est donc très simple. L'opération de libération de la pièce P est la seule qui est commandée électriquement aux moyens des fiches 311 et 312. Comme illustrée sur le dessin de la figure 7, la commande de 20 l'électroaimant 300 provoque le déplacement en translation du noyau 330 vers le haut selon la flèche F7. L'extrémité basse équipée du joint 332 n'est plus en contact avec le raccord 400. La conduite de communication du volume intérieur est donc ouverte, le soufflet se déplie et la pièce P est libérée. 25 On comprend que le dispositif et le procédé, qui viennent d'être ci-dessus décrits et représentés, l'ont été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de 30 l'invention. Ainsi, par exemple, selon un mode de réalisation non illustré, le profilé support adopte la forme d'une équerre dont la partie horizontale serait percée et porterait la ventouse alors que la partie verticale soutiendrait l'actionneur. 35 REVENDICATIONS1. Dispositif (D) de manutention d'une pièce (P) au moyen d'au moins une ventouse souple (200), CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU'il comprend une conduite faisant communiquer le volume intérieur (Vi) de la ventouse (200) avec la pression atmosphérique, ladite conduite étant équipée d'un clapet passant d'une position d'ouverture de la conduite à une position de fermeture de la conduite, ledit clapet étant muni d'un organe de rappel (331) du clapet en position de fermeture de la conduite, ledit organe de rappel (331) du clapet autorise l'ouverture dudit clapet sous l'action du volume d'air emprisonné dans la ventouse (200) par le contact de cette dernière avec la pièce et déplacé par un mouvement de pression de la ventouse (200) vers la pièce (P), ledit organe de rappel (331) du clapet fait revenir ledit clapet en 15 position de fermeture, une fois l'air chassé, permettant l'adhérence de la ventouse (200) à la pièce (P) pour la prise de la pièce (P), un actionneur (300) est associé au clapet afin de commander son passage en position ouverte pour la libération de la pièce (P). 2. Dispositif (D) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE 20 FAIT QUE le clapet est mis en oeuvre par un moyen de bouchage (332) de la conduite commandé par la tige d'un actionneur simple effet (330), équipé d'un organe de rappel (331). 3. Dispositif (D) selon la revendication 2, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ledit actionneur (300) simple effet est un électroaimant 25 commandant la sortie d'une tige ou noyau (330) dont l'extrémité libre est équipée dudit moyen de bouchage (332). 4. Dispositif (D) selon la revendication 2, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ladite conduite débouche sur un raccord pneumatique (400) avec lequel vient coopérer le moyen de bouchage (332). 30 5. Dispositif (D) selon la revendication 4, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ledit raccord (400) présente une âme creuse tronconique dont les surfaces inclinées permettent d'optimiser l'étanchéité souhaitée avec le moyen de bouchage (332). 6. Dispositif (D) selon la revendication 5, CARACTÉRISÉ PAR LE 35 FAIT QUE le moyen de bouchage (332) est un joint torique équipant l'extrémité libre de la tige coopérant avec le raccord (400) et venant en appui dans l'âme creuse tronconique. 3037842 - 10 - 7. Dispositif (D) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ladite ventouse (200) est une ventouse à soufflet. 8. Dispositif (D) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU'il comprend un moyen de mise en mouvement en translation 5 assurant son mouvement en translation vers la pièce (P) pour mise en contact et mise en compression de la ventouse (200). 9. Dispositif (D) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU'il comprend un profilé support (100) traversé par un orifice et accueillant : 10 - en face inférieure, une ventouse (200) préformée d'un manchon raccordée à un raccord (400) venant traverser ledit profilé plat (100) au niveau de l'orifice pour s'y fixer et faire communiquer le volume intérieur (Vi) de la ventouse (200) avec l'extérieur, - en face supérieure, un actionneur à simple effet (300) 15 mettant en mouvement une tige (330) équipée d'un moyen d'étanchéité (332) et positionné au moyen d'une équerre (500) au-dessus du raccord (400) pour en assurer la fermeture. 10. Procédé de manutention d'une pièce (P) par une ventouse souple (200) au moyen d'un dispositif selon la revendication 1 du 20 type de celui comprenant une conduite faisant communiquer le volume intérieur (Vi) de la ventouse (200) avec la pression atmosphérique, ladite conduite étant équipée d'un clapet passant d'une position d'ouverture de la conduite à une position de fermeture de la conduite, ledit clapet étant muni d'un organe de rappel (331) du 25 clapet en position de fermeture de la conduite, ledit organe de rappel (331) du clapet autorise l'ouverture dudit clapet sous l'action du volume d'air emprisonné dans la ventouse (200) par le contact de cette dernière avec la pièce (P) et déplacé par un mouvement de pression de la ventouse (200) vers la pièce (P), 30 ledit organe de rappel (331) du clapet fait revenir ledit clapet en position de fermeture, une fois l'air chassé, permettant l'adhérence de la ventouse (200) à la pièce (P) pour la prise de la pièce (P), un actionneur (300) est associé au clapet afin de commander son passage en position ouverte pour la libération de la pièce (P), 35 CARACTÉRISÉ EN CE QU'il consiste à réaliser un mouvement de translation de la ventouse (200) vers la pièce (P) de façon à chasser l'air du volume intérieur par la conduite et à déplacer le clapet commandant ladite conduite.