Brevet FR3099075A1 — publié le 20210129

Description Titre de l'invention : DISPOSITIF MAGNÉTIQUE DE PRÉHENSION D'OBJET Domaine technique [0001] L'invention a trait au domaine de la préhension d'objets en vue de leur manutention. Technique antérieure [0002] Afin de faciliter le déplacement de pièces, notamment lorsque ces pièces sont lourdes, il est connu d'utiliser des dispositifs de préhension d'objets. Ces dispositifs sont généralement montés sur un robot et comprennent, classiquement, un support et des moyens de préhension montés sur le support. Ces moyens de préhension sont adaptés aux objets que ces dispositifs doivent manipuler. Ainsi, les moyens de préhension peuvent comprendre : une ou plusieurs ventouses, une ou plusieurs pinces et/ou un ou plusieurs aimants. Les dispositifs de préhension comprennent, en outre, des moyens de libération de l'objet, qui permettent de faciliter la séparation du dispositif de l'objet une fois que celui-ci a été déplacé. Dans le cas de ventouse(s), ces moyens consistent à interrompre la formation d'une dépression entre l'objet et ladite ou lesdites ventouses et à souffler de l'air afin de favoriser un décollement de l'objet de la ou des ventouses. Dans le cas d'électro-aimants, ces moyens consistent à interrompre le passage du courant afin d'arrêter la production d'un champ magnétique. [0003] Le document de brevet publié DE 20 2018 102 669 Ul divulgue un dispositif de préhension d'objets comprenant un support cylindrique et un aimant. L'aimant est monté dans le support et peut être déplacé axialement entre une position de levage et une position de libération. La position de levage consiste, pour l'aimant, à être positionné au niveau d'une surface de contact avec l'objet, et, dans sa position de libération, l'aimant est en retrait par rapport à ladite surface du dispositif. Ainsi, lorsque l'aimant est en position de levage, il va pouvoir être en contact avec l'objet à déplacer, et, lorsque l'aimant est en position de libération, il est apte à relâcher l'objet déplacé. Ce dispositif est particulièrement adapté à la manipulation de petites pièces métalliques à usiner et débitées d'un produit long, tel qu'une banc métallique ; il n'est ainsi pas adapté à des objets de forme et de taille variées. L'utilisation d'un aimant permanent est avantageuse en ce qu'aucune alimentation électrique ou fluidique n'est nécessaire, contrairement à un électro-aimant ou une ventouse, respectivement. Cependant., la préhension de l'objet peut s'avérer brutale en ce que celui-ci va se plaquer sur l'aimant et, éventuellement, sur la surface de contact autour de l'aimant, générant un bruit de claquage et possiblement des défauts de surface sur l'objet. Exposé de l'invention 2 [0004] L'invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l'état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif de permettre la manutention et la manipulation d'objets métalliques étendus, et ce, de manière économique, silencieuse et/ou sans générer des défauts de surface sur les objets. [0005] L'invention a pour objet un dispositif de préhension d'objet, comprenant : un support avec une face frontale ; au moins un aimant sur le support, configuré pour exercer sur l'objet une force magnétique d'attraction vers la face frontale en vue de la préhension dudit objet ; et des moyens de libération de la force magnétique d'attraction sur l'objet ; remarquable en ce que les moyens de libération comprennent, sur la face frontale du support, au moins une paroi mobile par rapport audit support de manière à contacter l'objet et l'éloigner de l'au moins un aimant. [0006] Selon un mode avantageux de l'invention, l'au moins une paroi mobile est une paroi souple d'un coussin gonflable. [0007] Selon un mode avantageux de l'invention, l'au moins un aimant comprend au moins deux aimants, l'au moins une paroi mobile étant disposée entre lesdits aimants. [0008] Selon un mode avantageux de l'invention, l'au moins un aimant comprend trois aimants disposés en triangle, l'au moins une paroi mobile étant disposée au centre du triangle et entre chaque paire desdits aimants. [0009] Avantageusement, chacun des aimants est positionné dans un orifice réalisé dans le support du dispositif de préhension d'objet. [0010] Selon un mode avantageux de l'invention, l'au moins une paroi mobile comprend une portion centrale au centre du triangle et des portions s'étendant radialement, depuis la portion centrale, entre les paires d'aimants. [0011] Selon un mode avantageux de l'invention, l'au moins une paroi mobile comprend une seule paroi. [0012] Selon un mode avantageux de l'invention, l'au moins un aimant est monté pivotant sur le support. [0013] Selon un mode avantageux de l'invention, le montage pivotant de l'au moins un aimant sur le support est du type à rotule. [0014] Avantageusement, le montage pivotant de l'au moins un aimant sur le support est du type joint de cardan. [0015] Selon un mode avantageux de l'invention, l'au moins un aimant est un aimant permanent. [0016] Avantageusement, l'au moins un aimant est un électro-aimant. [0017] L'invention a également pour objet un procédé de manipulation (l'objet au moyen d'un dispositif de préhension monté sur un bras robotisé, comprenant les étapes successives suivantes : (a) mouvement d'approche du dispositif de préhension en face de l'objet ; (b) préhension de l'objet ; (c) déplacement de l'objet ; (d) libération de 3 l'objet ; remarquable en ce que le dispositif de préhension est selon l'invention ; et. à l'étape (a), le coussin gonflable est gonflé de manière à ce que l'au moins une paroi mobile contacte l'objet, à l'étape (b) le gonflage du coussin est relâché de manière à rapprocher l'objet de l'au moins un aimant, et à l'étape (c) le coussin gonflable est regonflé de manière à éloigner l'objet de l'au moins un aimant. [0018] Avantageusement, le coussin gonflable est gonflé en fluide par le biais d'un tuyau d'alimentation en fluide, avantageusement du gaz tel que de l'air, et un système de vanne(s). [0019] Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce qu'elles permettent de manipuler des objets métalliques étendus, notamment ajourés ou perforés, qui ne peuvent être manipulés par des ventouses classiques. La présence de la paroi mobile des moyens de libération permet non seulement de libérer l'objet du ou des aimants niais également d'amortir la préhension de l'objet et ainsi d'éviter la génération de bruit etiou de défauts de surface sur l'objet. Le montage pivotant de chacun des aimants permet und adaptation du dispositif de préhension à la surface de contact de l'objet à déplacer, il peut ainsi porter des objets de tailles et de formes différentes, notamment des objets particulièrement grands. Ce dispositif s'adapte également à des objets galbés, ou perforés, ce qui n'est pas le cas des dispositifs antérieurs. Il permet la préhension de l'objet à plat, verticalement ou incliné. La présence, dans le dispositif, de trois aimants dans une conception triangulaire permet d'améliorer la stabilité de l'objet à déplacer, en particulier si l'objet est particulièrement étendu. Le pivotement des aimants, permet en outre, de placer chaque aimant perpendiculairement à la surface à porter, de manière à avoir une attraction maximale de l'objet. De plus, ce dispositif, de conception simple, est réalisé avec des matériaux et des techniques connues et maitrisées de l'homme du métier. [0020] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins. Brève description des dessins [0021] [fig.1[ est und vue en perspective d'un dispositif de préhension selon l'invention ; [0022] [fig.2] est une vue du dessus du dispositif de préhension de la figure 1 ; [0023] [fig.3] est une vue en coupe, suivant l'axe (III, III), du dispositif de préhension montré à la figure 2 ; [0024] [fig.4] représente le procédé de manipulation d'objet au moyen du dispositif de préhension représenté aux fleures 1 à 3. Description détaillée [0025] Les figures 1, 2 et 3 montrent différentes vues d'un dispositif de préhension selon l'invention. [0026] Un dispositif de préhension 1 d'objets selon l'invention comprend un support 3, de forme préférentiellement triangulaire, avec une face frontale 3A située à l'opposée d'un pied cylindrique 5 rattachant le dispositif de préhension 1 à un robot (représenté à la figure 4). Ce support. 3 présente également un ou plusieurs orifices 3B, dans lesquels sont logés des aimants 7. Avantageusement, le support 3 comprend trois orifices 3B disposés suivant un triangle inscrit dans la forme triangulaire du support 3. De plus, chaque aimant 7 est rattaché à une face interne 3B.1 de l'orifice 3B correspondant par le biais d'un axe 7A. Ainsi, chaque aimant 7 est monté pivotant sur le support 3. Avantageusement, le montage pivotant peut aussi être du type à rotule, notamment à joint de cardan. Chacun des aimants 7 peut pivoter de l'extérieur du support 3 vers l'intérieur, et vice versa, de manière à s'adapter à la forme de l'objet à déplacer. Avantageusement, le dispositif de préhension 1 comprend, en outre, des systèmes d'orientation des aimants 7 (non visibles sur ces figures), qui vont permettre de positionner les aimants 7 selon l'objet à déplacer. Avantageusement, chaque aimant 7 sera orienté perpendiculairement à la surface de l'objet, de manière à ce que l'aimant 7 exerce une force d'attraction maximale. [0027] Lc dispositif de préhension I d'objet comprend, en outre, des moyens de libération 9 de la force magnétique d'attraction sur l'objet, ces moyens de libération 9 formant avantageusement un coussin gonflable 9. Ce coussin gonflable 9 est formé par une paroi mobile 9A par rapport au support 3, et est rattaché à la face frontale 3A dudit support 3. Cette paroi mobile 9A est avantageusement une paroi souple 9A disposée entre les aimants 7. La paroi mobile 9A comprend une portion centrale 9A. 1 , située au centre du triangle formé par les trois aimants 7, et des portions qui s'étendent radialement 9A.2 depuis la portion centrale 9A. 1, entre chaque paire d'aimants 7. Ainsi, la paroi mobile 9A comprend trois portions qui s'étendent radialement 9A.2. Avantageusement, la paroi mobile 9A comprend une seule paroi 9A. Lc dispositif de préhension 1 comprend également des tuyaux d'alimentation et d'aspiration de fluide (non visibles sur ces figures), permettant d'injecter, ou d'aspirer du fluide au sein du ou des moyens de libération 9, afin de gonfler ou de relâcher le coussin gonflable 9. L'alimentation en fluide du coussin gonflable 9 est en outre réalisée par un système de vanne(s) (non visible sur ces figures). Avantageusement, les tuyaux et les systèmes d'orientation des aimants 7 sont positionnés dans le pied cylindrique 5 du dispositif de préhension 1, de manière à éviter les dégradations occasionnées à ces éléments. [0028] De manière générale, les aimants 7 peuvent être des aimants permanents 7 ou des électroaimants. Les objets à déplacer sont métalliques. Le fluide est avantageusement un gaz comme de l'air. [0029] Un procédé de manipulation d'objet est illustré à la figure 4. Ce procédé de mani- pulation d'objet 11 est réalisé au moyen d'un dispositif de préhension 1 selon l'invention, monté sur un bras robotisé 13A de robot 13. Cc procédé comprend les étapes successives suivantes. [0030] L'étape (a) montre le mouvement d'approche du dispositif de préhension 1 en face de l'objet 11. Dans cette étape, le coussin gonflable 9 est gonflé, par entrée de fluide, grâce au tuyau d'alimentation arrivant dans le coussin 9, de manière à ce que la paroi mobile 9A contacte l'objet 11 positionné sur un bâti 15. [0031] L'étape (b) montre la préhension de l'objet 11 par le dispositif de préhension 1. Le gonflage du coussin 9 est relâché, par aspiration du fluide injecté à l'étape (a) via le tuyau d'aspiration, de manière à rapprocher l'objet 11 de l'au moins un aimant 7. [0032] L'étape (c) montre le déplacement de l'objet 11 sur un autre bâti 15'. Le coussin gonflable 9 est regonflé de manière à éloigner l'objet 11 de l'au moins un aimant 7. Cela entraîne l'étape (d). [0033] L'étape (d) de libération de l'objet 11. La libération de l'objet 11 est donc permise par le gonflement de la paroi mobile 9A du moyen de libération 9, qui va alors progressivement éloigner l'objet 11 du dispositif 1, jusqu'à la rupture de la force d'attraction de l'aimant 7, exercé sur l'objet 11. 6 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7] [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] REVENDICATIONSDispositif de préhension (I) d'objet (11), comprenant : - un support (3) avec une face frontale (3A) ; - au moins un aimant (7) sur le support (3), configure pour exercer sur l'objet (II ) une force magnétique d'attraction vers la face frontale (3A) en vue de la préhension dudit objet (11) ; et - des moyens de libération (9) de la force magnétique d'attraction sur l'objet (l 1) ; caractérisé en ce que les moyens de libération (9) comprennent, sur la face frontale (3A) du support (3), au moins une paroi mobile (9A) par rapport audit support (3) de manière à contacter l'objet (11) et l'éloigner de l'au moins un aimant (7). Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'au moins une paroi mobile (9A) est une paroi souple (9A) d'un coussin gonflable (9). Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'au moins un aimant (7) comprend au moins deux aimants (7), l'au moins une paroi mobile (9A) étant disposée entre lesdits aimants (7). Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'au moins un aimant (7) comprend trois aimants (7) disposés en triangle, l'au moins une paroi mobile (9A) étant disposée au centre du triangle et entre chaque paire desdits aimants (7). Dispositif (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'au moins une paroi mobile (9A) comprend une portion centrale (9A.1) au centre du triangle et des portions s'étendant radialement (9A.2), depuis la portion centrale (9A.1), entre les paires d'aimants (7). Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'au moins une paroi mobile (9A) comprend une seule paroi (9A). Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'au moins un aimant (7) est monté pivotant sur le support (3). Dispositif (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le montage pivotant de l'au moins un aimant (7) sur le support (3) est du type à rotule. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'au moins un aimant (7) est un aimant permanent (7). Procédé de manipulation d'objet (11) au moyen d'un dispositif de préhension (1) monté sur un bras robotisé (13A), comprenant les étapes successives suivantes : (a) mouvement d'approche du dispositif de préhension (1) en face de l'objet (11) ; (h) préhension de l'objet (11) ; (c) déplacement de l'objet (11) ; (d) libération de l'objet (11) ; caractérisé en ce que le dispositif de préhension (1) est selon la revendication 2 et optionnellement suivant l'une des revendications 3 à 9 ; et à l'étape (a), le coussin gonflable (9) est gonflé de manière à ce que l'au moins une paroi mobile (9A) contacte l'objet (11), à l'étape (h) le gonflage du coussin (9) est relâché de manière à rapprocher l'objet (11) de l'au moins un aimant (7), et à l'étape (c) le coussin gonflable (9) est regonflé de manière à éloigner l'objet (11) de l'au moins un aimant (7).