Brevet FR3131703A1 — publié le 20230714

Un dispositif de préhension (DP) équipe une armature d’un robot et comprend des premier (V1) et second (V2) vérins destinés à être solidarisés à l’armature, et un dispositif de serrage (DS) couplé en rotation aux premier (V1) et second (V2) vérins afin d’être translaté et orienté dans une position de préhension choisie adaptée à la préhension d’une partie (PP) d’une pièce (PE), et comportant un pied fixe (PF) destiné à contacter une première face (F1) de cette partie (PP) dans la position de préhension et un pied mobile (PM) propre à être entraîné en rotation jusqu’à une position de serrage dans laquelle il exerce une pression sur une seconde face (F2) de cette partie (PP) pour la serrer contre le pied fixe (PF) afin de permettre sa préhension. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 8 DISPOSITIF DE PRÉHENSION MULTI-POSITIONS POUR UN ROBOT DE MANIPULATION DE PIÈCES DE MULTIPLES FORMES Domaine technique de l’invention L’invention concerne les robots destinés à manipuler des pièces, et plus précisément les dispositifs de préhension qui équipent de tels robots. Etat de la technique Dans certains domaines techniques, comme par exemple celui de l’assemblage (éventuellement par ferrage), on utilise des robots afin de manipuler dans l’espace des pièces généralement encombrantes, et ainsi faciliter le travail et l’ergonomie des techniciens. C’est notamment le cas sur certaines chaînes de montage de véhicules, éventuellement de type automobile, par exemple pour manipuler des pièces constituant des sous-parties d’une structure (ou caisse). Certains robots de manipulation sont destinés à manipuler des pièces ayant des formes et dimensions différentes, au moins dans l’une de leurs sous-parties devant être saisie par un dispositif de préhension. De telles pièces peuvent, par exemple, être des sous-parties latérales de structures de véhicules, dans lesquelles le montant de baie varie en forme et dimensions (et donc orientation dans l’espace) d’un type de structure à l’autre. Afin que le dispositif de préhension puisse saisir de multiples sous-parties de multiples pièces, il doit être configurable. Actuellement cette configuration est rendue possible par un ensemble d’actionneurs pneumatiques qui sont combinés par programmation et de façon anticipée en fonction des besoins. Plus le nombre de sous-parties différentes que le dispositif de préhension doit saisir est élevé, plus le nombre d’actionneurs pneumatiques que ce dernier doit comporter est élevé, ce qui induit plusieurs inconvénients, parmi lesquels : - un volume occupé par les actionneurs qui est pénalisant lors des prise et dépose de pièces dans les différents outillages servis par le robot, - la coordination des différents actionneurs impose des combinaisons complexes, ce qui rend complexe la gestion des automatismes, - la mise au point en usine de chaque dispositif de préhension s’avère laborieuse et chronophage du fait de la complexité de l’ensemble mécanique, - lorsqu’apparaît une nouvelle pièce présentant une nouvelle sous-partie à saisir, éventuellement en remplacement d’une ancienne pièce différente, toute la coordination doit être repensée et toute la mise au point doit être de nouveau effectuée, - dans la pratique il s’avère quasiment impossible de configurer le dispositif de préhension pour plus de cinq ou six sous-parties différentes, - plus le nombre d’actionneurs pneumatiques est élevé, plus la masse que doit supporter l’armature du robot est élevée, et donc plus ce dernier subit de contraintes. L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation en remédiant à l’un au moins des inconvénients décrits ci-avant. Présentation de l’invention Elle propose notamment à cet effet un dispositif de préhension destiné à équiper une armature d’un robot, et comprenant : - des premier et second vérins destinés à être solidarisés à cette armature, et - un dispositif de serrage couplé en rotation aux premier et second vérins afin d’être translaté et orienté dans une position de préhension choisie adaptée à la préhension d’une partie d’une pièce, et comportant un pied fixe destiné à contacter une première face de cette partie de pièce dans cette position de préhension et un pied mobile propre à être entraîné en rotation jusqu’à une position de serrage dans laquelle il exerce une pression sur une seconde face de la partie de pièce, opposée à cette première face, pour serrer cette partie de pièce contre ce pied fixe afin de permettre sa préhension. Ainsi, il est désormais possible de saisir toute portion d’une partie de pièce contenue dans un rectangle dont le grand côté est égal à la distance suivant laquelle le dispositif de serrage peut être translaté par les premier et second vérins et le petit côté est fonction de l’amplitude de variation de l’angle suivant lequel le dispositif de serrage peut être entraîné en rotation, ce qui permet de saisir un grand nombre de pièces de formes et/ou dimensions et/ou orientations différentes et de faire varier ce nombre en fonction des besoins. Le dispositif de préhension selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - ses premier et second vérins peuvent être propres à translater et orienter le dispositif de serrage dans une position de préhension qui est choisie parmi N positions de préhension prédéfinies, avec N ≥ 2, et chacune de ces positions de préhension prédéfinies correspondant à des première et seconde translations prédéfinies assurées respectivement par les premier et second vérins et par un angle de rotation prédéfini imposé par le second vérin au dispositif de serrage ; - ses premier et second vérins peuvent être propres à translater le dispositif de serrage jusqu’à une pré-position choisie dans une première phase de positionnement. Puis, le second vérin peut être propre à orienter le dispositif de serrage dans la position de préhension choisie dans une seconde phase de positionnement. Puis, après un positionnement par rapport à la partie de pièce dans une troisième phase de positionnement, le dispositif de serrage peut être propre à entraîner en rotation le pied mobile jusqu’à la position de serrage ; - en présence de la dernière option, ses premier et second vérins peuvent être propres à translater le dispositif de serrage jusqu’à une pré-position choisie comprise entre une première distance et une seconde distance égale à une somme de cette première distance et d’une distance additionnelle comprise entre 100 mm et 200 mm, et le second vérin peut être propre à orienter le dispositif de serrage dans une position de préhension choisie définie par un angle de rotation compris entre un premier angle et un second angle égal à une somme de ce premier angle et d’un angle additionnel compris entre 10° et 50° ; - son dispositif de serrage peut comprendre un corps couplé en rotation aux premier et second vérins et logeant un moteur électrique propre à entraîner en rotation une pièce de support à laquelle est solidarisé fixement le pied mobile ; - le pied fixe peut comprendre une rotule à laquelle est couplée une première pièce d’appui propre à contacter la première face de la partie de pièce ; - le pied mobile peut comprendre une rotule à laquelle est couplée une seconde pièce d’appui propre à contacter la seconde face de la partie de pièce ; - il peut comprendre, d’une part, un premier support destiné à être solidarisé à l’armature et auquel sont solidarisés les premier et second vérins, et, d’autre part, un second support sur lequel est monté à rotation le dispositif de serrage, couplé à une première tige du premier vérin et monté en translation sur ce premier support afin d’être translaté par rapport à ce dernier par la première tige. L’invention propose également un robot propre à manipuler des pièces et comprenant une armature à laquelle est solidarisé fixement un dispositif de préhension du type de celui présenté ci-avant. Par exemple, ce robot peut être propre à manipuler des pièces qui sont destinées à équiper des véhicules, éventuellement de type automobile. Brève description des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés (obtenus en CAO/DAO (« Conception Assistée par Ordinateur/Dessin Assisté par Ordinateur »), d’où le caractère apparemment discontinu de certaines lignes et certains niveaux de gris), sur lesquels : illustre schématiquement, dans une vue en perspective du côté avant, une partie d’un exemple de pièce structurelle d’un véhicule en cours de couplage à un robot de manipulation comprenant un exemple de réalisation d’un dispositif de préhension selon l’invention, illustre schématiquement, dans une vue de côté, un exemple de réalisation d’un dispositif de préhension selon l’invention, avec la matérialisation de son dispositif de serrage dans plusieurs positions, dont une position initiale et une position de préhension, illustre schématiquement, dans une vue de côté, le dispositif de serrage de la , avec la matérialisation de son pied mobile dans une position de repos et dans une position de serrage, illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue de côté, un dispositif de préhension selon l’invention avec son dispositif de serrage placé dans une position initiale dans l’attente d’un couplage à une partie d’une pièce à manipuler, illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue de côté, le dispositif de préhension de la avec son dispositif de serrage placé par ses premier et second vérins dans une pré-position à la fin d’une première phase de positionnement adaptée à la partie de pièce à manipuler, illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue de côté, le dispositif de préhension de la avec son dispositif de serrage placé par son second vérin dans une position de préhension à la fin d’une deuxième phase de positionnement adaptée à la partie de pièce à manipuler, illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue de côté, le dispositif de préhension de la placé dans sa position de préhension par rapport à la partie de pièce à manipuler à la fin d’une troisième phase de positionnement, mais avant la phase de serrage, et illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue de côté, le dispositif de préhension de la placé dans sa position de préhension par rapport à la partie de pièce à manipuler et avec le pied mobile de son dispositif de serrage placé dans sa position de serrage. Dispositif de préhension (DP) destiné à équiper une armature (AR) d’un robot (RM), caractérisé en ce qu’il comprend i) des premier (V1) et second (V2) vérins destinés à être solidarisés à ladite armature (AR), et ii) un dispositif de serrage (DS) couplé en rotation auxdits premier (V1) et second (V2) vérins afin d’être translaté et orienté dans une position de préhension choisie adaptée à la préhension d’une partie (PP) d’une pièce (PE), et comportant un pied fixe (PF) destiné à contacter une première face (F1) de ladite partie (PP) dans ladite position de préhension et un pied mobile (PM) propre à être entraîné en rotation jusqu’à une position de serrage dans laquelle il exerce une pression sur une seconde face (F2) de ladite partie (PP), opposée à ladite première face (F1), pour serrer ladite partie (PP) contre ledit pied fixe (PF) afin de permettre sa préhension. Dispositif de préhension selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premier (V1) et second (V2) vérins sont propres à translater et orienter ledit dispositif de serrage (DS) dans une position de préhension choisie parmi N positions de préhension prédéfinies, avec N ≥ 2, et chacune desdites positions de préhension prédéfinies correspondant à des première et seconde translations prédéfinies assurées respectivement par lesdits premier (V1) et second (V2) vérins et par un angle de rotation prédéfini imposé par ledit second vérin (V2) audit dispositif de serrage (DS). Dispositif de préhension selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits premier (V1) et second (V2) vérins sont propres à translater ledit dispositif de serrage (DS) jusqu’à une pré-position choisie dans une première phase de positionnement, puis ledit second vérin (V2) est propre à orienter ledit dispositif de serrage (DS) dans ladite position de préhension choisie dans une deuxième phase de positionnement, puis après un positionnement par rapport à ladite partie (PP) dans une troisième phase de positionnement ledit dispositif de serrage (DS) est propre à entraîner en rotation ledit pied mobile (PM) jusqu’à ladite position de serrage. Dispositif de préhension selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits premier (V1) et second (V2) vérins sont propres à translater ledit dispositif de serrage (DS) jusqu’à une pré-position choisie comprise entre une première distance et une seconde distance égale à une somme de ladite première distance et d’une distance additionnelle comprise entre 100 mm et 200 mm, et ledit second vérin (V2) est propre à orienter ledit dispositif de serrage (DS) dans une position de préhension choisie définie par un angle de rotation compris entre un premier angle et un second angle égal à une somme dudit premier angle et d’un angle additionnel compris entre 10° et 50°. Dispositif de préhension selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit dispositif de serrage (DS) comprend un corps (C3) couplé en rotation auxdits premier (V1) et second (V2) vérins et logeant un moteur électrique propre à entraîner en rotation une pièce de support (PS) à laquelle est solidarisé fixement ledit pied mobile (PM). Dispositif de préhension selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit pied fixe (PF) comprend une rotule à laquelle est couplée une première pièce d’appui (PA1) propre à contacter ladite première face (F1) de ladite partie (PP). Dispositif de préhension selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit pied mobile (PM) comprend une rotule à laquelle est couplée une seconde pièce d’appui (PA2) propre à contacter ladite seconde face (F2) de ladite partie (PP). Dispositif de préhension selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comprend i) un premier support (S1) destiné à être solidarisé à ladite armature (AR) et auquel sont solidarisés lesdits premier (V1) et second (V2) vérins, et ii) un second support (S2) sur lequel est monté à rotation ledit dispositif de serrage (DS), couplé à une première tige (T1) dudit premier vérin (V1) et monté en translation sur ledit premier support (S1) afin d’être translaté par rapport à ce dernier (S1) par ladite première tige (T1). Robot (RM) propre à manipuler des pièces (PE) et comprenant une armature (AR), caractérisé en ce qu’il comprend en outre au moins un dispositif de préhension (DP) selon l’une des revendications précédentes, solidarisé fixement à ladite armature (AR). Robot selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’il est propre à manipuler des pièces (PE) destinées à équiper des véhicules.