Source: https://patents.google.com/patent/EP0358738A1/fr
Timestamp: 2020-01-19 14:26:22+00:00
Document Index: 141169667

Matched Legal Cases: ['arrêt ', 'arrêt ', 'arrêt ', 'arrêt ', 'arrêt ', 'arrêt ', 'arrêt ', 'arrêt ', 'arrêt ', 'arrêt ', 'arrêt ', 'arrêt ', 'arrêt ']

EP0358738A1 - Manipulateur mecanique a axes multiples avec protection contre surcharges. - Google Patents
EP0358738B1 (fr
1988-02-23 Priority to FR8802280A priority Critical patent/FR2627419B1/fr
1989-01-30 Priority to PCT/FR1989/000031 priority patent/WO1989008012A1/fr
1990-03-21 Publication of EP0358738A1 publication Critical patent/EP0358738A1/fr
1994-04-13 Publication of EP0358738B1 publication Critical patent/EP0358738B1/fr
MANIPULATEUR MECANIQUE A AXES MULTIPLES
L'invention concerne un manipulateur mécanique à axes multiples à course réglable et à protection totale contre les surcharges.
Il existe déjà une grande variété de manipulateurs mécaniques, sur deux ou trois axes, qui diffèrent principalement par le mécanisme d'indexage utilisé: came à globique, cames plates conjuguées et came cylindrique. Ce dernier moyen étant principalement réservé aux manipulateurs mécaniques sur trois axes.
Toutefois, ces mécanismes d'indexage, malgré les avantages indéniables qu'ils offrent : construction compacte, haute précision, vitesse de transfert élevée, accélération contrôlée, positionnement positif, réduction des temps morts, etc.. présentent les inconvénients liés à la rigidité, en effet :
- les mouvements sont figés : les déplacements linéaires et angulaires sont fixes et non réglables,
- les lois de mouvements sont choisies pour obtenir des conditions d'accélération et de décélération optimales : ce qui donne une vitesse maximum à mi-course,
- les arrêts à mi-course se traduisent par des chocs importants, car les mécanismes d'indexage sont, dans la plupart des cas, entraînés par un ensemble moteur, - frein et réducteur à roue et vis sans fin.
Par ailleurs, en cas de blocage en position verrouillée de L'arbre de sortie, il y a risque de rupture des galets ou de La came, car ces derniers sont situés dans La zone d'arrêt de La came.
L'angle de pression came/galet est égal à zéro, or en présence d'un couple, même faible, exercé sur L'arbre de came Les efforts sur Les galets tendent vers L'infini.
Aussi, pour s'affranchir du risque de rupture, utilise-t-on habituellement des Limiteurs de couple à déclenchement en cas de blocage, qui introduisent cependant Les inconvénients suivants:
- après déclenchement, il faut rechercher La position initiale du plateau ou du bras manipulateur : ce qui exige une connaissance précise du matériel et entraîne souvent, de ce fait, un arrêt de production se traduisant par des pertes de productivite,
- Lors du déclenchement. Les masses en mouvement ne sont plus contrôlées et deviennent donc dangereuses, surtout pour Les mouvements verticaux.
- Le Limiteur de couple à déclenchement doit être surveillé électriquement, - En outre ce Limiteur de couple à déclenchement réduit La précision et son utilisation est, par conséquent, exclue pour des applications de haute précision d'indexage ou de positionnement. On connaît déjà un dispositif de protection des manipulateurs mécaniques contre les surcharges, tel que celui décrit dans le brevet d'invention français FR-A-2.451.250, ayant pour objet un dispositif de manipulation de matériel, comportant deux cames à corps cylindrique dont la seconde est associée à un galet monté de façon à pouvoir osciller autour d'un axe transversal à celui de la came afin que, combiné à un moyen de désengagement en cas de surcharge tel qu'un embrayage à ressorts, il puisse permettre un mouvement de la came concernée, sans qu'il soit accompagné d'un mouvement du moyen de préhension, lorsque celui-ci rencontre un obstacle. Toutefois, le moyen de désengagement utilisé (embrayage à ressort fonctionnant en limiteur de couple) oblige à rechercher, après utilisation, la position initiale du bras manipulateur avec l'interruption de production que cela suppose.
L'invention vise à remédier aux inconvénients évoqués ci-dessus et à résoudre le problème consistant à créer un manipulateur mécanique à axes multiples offrant des possibilités de réglage de course, et une protection totale contre les surcharges, sans perdre les avantages de fiabilité du système mécanique.
Le manipulateur mécanique selon l'invention se caractérise principalement en ce que l'entraînement du mécanisme d'indexage est assuré par la combinaison d'un moteur-frein, d'un réducteur à roue et vis sans fin et d'un limiteur de couple réglable, en ce que la loi de mouvement du mécanisme d'indexage est déterminée pour obtenir, en combinaison avec le limiteur de couple indiqué ci-dessus, une vitesse constante sur une large plage, offrant ainsi la possibilité d'arrêts éventuels donc de réglage de la course ; en ce que le mouvement de rotation transmis à la came cylindrique est réalisé par l'intermédiaire d'un limiteur de couple réglable et en ce que l'entraînement du bras manipulateur s'effectue par l'intermédiaire d'une platine à ressorts, à tension réglable, permettant un effacement angulaire momentané du bras lorsqu'il rencontre un obstacle.
Le limiteur de couple, du mécanisme d'indexage, est un limiteur à friction et à ressorts à tension réglable directement ou à distance par l'intermédiaire de vérins.
Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le réglage de la tension des ressorts des limiteurs de couple du mécanisme d'indexage et de la came cylindrique s'effectue à distance par l'intermédiaire de vérins hydrauliques, dont le fonctionnement est déterminé à distance par l'automate programmable assurant la gestion du manipulateur.
Le boîtier à ressorts assurant la liaison entre le bâti tournant et le mécanisme d'indexage est réalisé en trois parties, empilées l'une sur l'autre et imbriquées l'une dans l'autre avec un certain angle de liberté en rotation l'une par rapport à l'autre, déterminé par des ressorts précontraints, dont la flèche est fonction du couple transmis au boîtier.
La platine à ressorts à tension réglable qui permet l'effacement angulaire du bras manipulateur, lorsqu'il rencontre un obstacle, est constituée d'une embase creuse plaquée dans une empreinte aménagée sur le coulisseau porte-bras, d'un axe fileté, implanté dans le coulisseau, sur lequel est monté un ressort prenant appui contre l'embase creuse et contre la face avant d'un dispositif de mise en tension du ressort et d'une butée limitant l'effacement du bras du ressort de la platine, la mise en tension est, selon un mode de réalisation, obtenue directement par l'intermédiaire d'une rondelle et d'un écrou.
Selon un autre mode de réalisation particulier du dispositif de mise en tension du ressort de La platine, cette mise en tension est obtenue par l'intermédiaire d'un vérin.
Les avantages obtenus grâce à cette invention consistent essentiellement en ceci que la précision d'arrêt obtenue est très fiable, le limiteur de couple à friction d'entraînement du mécanisme d'indexation étant réglé à deux ou trois fois le couple nécessaire pour accélérer et freiner, il ne glisse seulement que lors d'un arrêt intermédiaire là où son couple de tarage est dépassé; chaque mouvement a son propre limiteur à friction avec réglage fin facile et accessible, le réducteur à roue et vis sans fin d'entraînement est à jeu réduit, et chaque point d'arrêt dispose, d'une came de commande réglable.
La protection est totale, puisque les inconvénients des limiteurs à déclenchement, ci-dessus évoqués, sont éliminés ; le bras de manipulation s'efface lorsqu'il rencontre des obstacles et le limiteur de couple à friction d'entraînement de la came cylindrique est réglé au dessus du couple d'effacement du bras de manipulation. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans La description qui va suivre d'un manipulateur mécanique à trois axes réalisés selon l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif au regard des dessins annexés représentant :
- Fig. 1 : une vue d'ensemble, en perspective, du manipulateur,
- Fig. 2 : une vue en perspective du boîtier à ressorts,
- Fig. 3 : une vue de côté, en coupe partielle, du bras de manipulation,
- Fig. 4 : un graphique donnant la vitesse et l'accélération en fonction du déplacement, sur un cycle.
Les dessins représentent un manipulateur mécanique à axes multiples, à course réglable et à protection totale contre les surcharges, constitué essentiellement d'un mécanisme d'indexage 10 entraîné par la combinaison d'un moteur-frein 2, d'un réducteur à roue et vis sans fin 30, et d'un limiteur de couple réglable 40; le mécanisme d'indexage 10 étant relié, par l'intermédiaire d'un boîtier ressorts 50, à un bâti tournant 56. Une came cylindrique verticale 6, assure Le déplacement vertical d'un bras manipulateur 7 par l'intermédiaire d'un galet 8, d'un coulisseau 9, d'une embase creuse 7a, d'un axe fileté 22, d'un ressort 23, d'une rondelle 24 et d'un écrou 25 l'entraînement en rotation de ta came cylindrique 6 est obtenu par l'intermédiaire d'un moteur-frein 26, d'un réducteur 27 et d'un vlimiteur de couple réglable 28. Une butée 55 limite te débattement angulaire du bras manipulateur 7. En examinant les figures 1 et 4, la course téta du manipulateur est obtenue par la combinaison du moteur-frein 2, du réducteur à roue et vis sans fin 30, du limiteur de couple réglable 40, du mécanisme d'indexage 10 et du boîtier à ressorts 50 solidaire du bâti tournant 56, en utilisant une loi de mouvement. A, B, C, D, fonction de l'angle de rotation sur un tour, reproduite sur le mécanisme d'indexage 10 ou sur ta came cylindrique 6, permettant d'obtenir une grande plage BC à vitesse constante Vc.
Le fait de disposer d'une vitesse constante Vc sur une grande plage BC permet d'utiliser une inclinaison de nervures plus faibles, d'où une meilleure irréversibilité avec le réducteur et le moteur-frein: ce qui présente beaucoup d'intérêt.
Il est ainsi possible de marquer des arrêts dans tes plages AB, BC et CD. Les arrêts réalisés dans la plage BC, à vitesse constante VC, se caractérisent par une constance de la précision d'arrêt, car ils s'effectuent toujours dans les mêmes conditions obtenues dans tes plages AB et CD varient à contrario d'un point à un autre ; les conditions d'arrêt en ces points varient donc également, ce qui signifie que ta précision d'arrêt est variable.
Cependant, dans une majorité d'application cette précision est largement suffisante pour de nombreux appareils de ce type ; d'autant qu'il existe des cas où it est nécessaire de marquer un arrêt intermédiaire d'attente, pour des raisons de sécurité ou pour réduire le temps d'approche. Le réglage du point d'arrêt et, par suite, de la course, s'effectuent par simple réglage de came, chaque point d'arrêt disposant d'une came de commande. Pour trois points d'arrêt , par exemple, la came cylindrique fait plusieurs tours pour réaliser ta course maximum.
Pour une rotation angulaire à deux points d'arrêt du mécanisme d'indexage, par exempte, il est nécessaire d'utiliser deux cames de commande.
Quant à ta protection totale du manipulateur, dont les mouvements sont obtenus par l'intermédiaire des mécanismes précités, elle est réalisée par la combinaison d'un limiteur de couple 40 pour l'entraînement du mécanisme d'indexage 10, du boîtier à ressorts 50, situé entre le mécanisme d'indexage 10 et te bâti tournant 56, et de l'embase creuse7a à ressorts à tension réglable 23 par l'intermédiaire de son axe fileté 22 d'une rondelle 24 et d'un écrou 25.
En effet, si l'on se reporte, à nouveau aux figures 1 et 4, on remarque qu'un mouvement intermittent rotatif n'est protégé par le limiteur de couple à friction 40, situé en amont du mécanisme d'indexage 10, que dans ta plage à vitesse constante BC, puisque, dans tes parties AB et CD, l'angle de pression entre galets et came est faible, il est égal à zéro aux points A et D.
Aussi, pour éviter ta rupture des galets 12 du mécanisme 10, dans les parties AB et CD à accélération gamma maximum, te boîtier à ressorts 50 (fig.2) est-il placé entre te mécanisme 10 et le bâti tournant 56, afin que, en cas de blocage du bras de manipulation 7, le mécanisme d'indexage puisse effectuer un déplacement Y permettant de franchir le point B ou le point C pour atteindre ta plage à vitesse constante BC.
Si l'on se reporte à ta figure 2, on remarque que, en effet, le boîtier à ressorts 50, assurant la liaison entre le mécanisme d'indexage 10 et te bâti tournant 56 comporte trois parties 51, 52 et 53 empilées l'une sur l'autre et imbriquées l'une dans l'autre avec un certain angle Y de liberté maximum de débattement en rotation déterminé, dans un sens comme dans l'autre, par des ressorts précomprimés
Si l'on se reporte maintenant à nouveau aux figures 1 et 3, on remarque que, en cas de blocage du bâti tournant 56 par entrée en contact du bras manipulateur 7 avec un obstacle, ce dernier s'efface angulairement, momentanément, par l'intermédiaire de l'embase creuse 7a à ressorts 23, par basculement latéral autour d'une arête, dans l'empreinte 9a du coulisseau 9 jusqu'à entrée en contact éventuel avec ta butée 55.
Le débattement Y' est limité par ta butée mécanique 55 et le limiteur de couple supérieur 28 assure ta protection du galet 8 et de la came cylindrique 6, car nous nous trouvons dans ce cas, dans ta partie BC d'angle de pression maximum.
It en est de même, lorsque, lors d'un mouvement vertical vers te haut, te bras manipulateur 7 rencontre un obstacle, puisque celui-ci s'incline alors, comme représenté en trait mixte sur la figure 3, pour permettre au galet d'entraînement 8 de terminer sa course s' il se trouve dans tes parties AB ou CD de ta came. Dans ce cas, aussi, te limiteur de couple supérieur 28 intervient pour stopper l'entraînement de la came horizontale 6 pour un déplacement vertical Y' du bras, si le galet d'entraînement 8 n'a pas terminé sa course.
La protection est donc totale, puisqu' assurée à deux niveaux par l'intermédiaire des limiteurs de couple 28 et 40, du boîtier à ressorts 50 et de l'embase creuse 7a à ressorts 23. Selon un mode de réalisation simplifié du manipulateur, te système de protection n'est constitué que du limiteur de couple inférieur 40 et du boîtier à ressorts 50 pour les tables d'indexage, et de ta platine 7a à ressorts 23, et des limiteurs de couple 28 et 40 pour tes manipulateurs à axes multiples.
Le manipulateur selon l'invention est destiné principalement au chargement, au transfert et au déchargement de pièces de toute nature.
1. Manipulateur mécanique à axes multiples à course réglable et à protection contre tes surcharges, caractérisé essentiellement en ce que le mouvement est transmis au mécanisme d'indexage (10) par la combinaison d'un moteur frein (2) d'un réducteur à roue et vis sans fin (30) et d'un limiteur de couple réglable (40), en ce que la loi de mouvement du mécanisme d'indexage (10) est déterminée pour obtenir une vitesse constante sur une large plage (B,C), avec points d'arrêt éventuels, en ce que ta liaison du bâti tournant (56) au mécanisme d'indexage(10) est obtenue par l'intermédiaire d'un boîtier à ressorts (50), en ce que le mouvement est transmis à ta came cylindrique (6) par l'intermédiaire d'un limiteur de couple régtabte (28) et en ce que le déplacement du bras manipulateur (7) s'effectue par l'intermédiaire d'une platine à ressorts permettant un effacement angulaire momentané du bras (7) lorsqu'il rencontre un obstacle.
2. Manipulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que tes limiteurs de couple (28 et 40) transmettant le mouvement à la came cylindrique (6) et au mécanisme d'indexage (10) sont des limiteurs à friction à ressorts à effort réglable directement, ou à distance par l'intermédiaire de vérins.
3. Manipulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que te boîtier à ressorts (50) assurant la liaison entre le bâti tournant (56) et te mécanisme d'indexage (10) est réalisé en trois parties (51,52 et 53) empilées l'une sur l'autre et imbriquées l'une dans l'autre avec un certain débattement Y de liberté en rotation l'une par rapport à l'autre déterminé par des ressorts (54) dont ta flèche est fonction du couple transmis au boîtier.
4. Manipulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la platine à ressorts à tension réglable permettant l'effacement angulaire du bras (7), lorsqu'il rencontre un obstacle, est constituée d'une embase creuse (7a) plaquée dans une empreinte (9a) aménagée sur te coulisseau porte-bras (9) par intermédiaire d'un axe fileté implanté dans te coulisseau porte-bras (9) sur lequel est monté un ressort (23) prenant appui contre l'embase creuse (7a) et contre la face avant d'un dispositif de mise en tension du ressort (23).
5. Manipulateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de mise en tension du ressort
(23) de la ptatine est constitué d'une rondelle
(24) et d'un écrou (25).
6. Manipulateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le débattemeπt angulaire du bras (7), est limité par une butée mécanique (55).
EP19890902264 1988-02-23 1989-01-30 Manipulateur mecanique a axes multiples avec protection contre surcharges Expired - Lifetime EP0358738B1 (fr)
FR8802280A FR2627419B1 (fr) 1988-02-23 1988-02-23 Manipulateur mecanique a axes multiples, a course reglable et a protection contre les surcharges
PCT/FR1989/000031 WO1989008012A1 (fr) 1988-02-23 1989-01-30 Manipulateur mecanique a axes multiples
AT89902264T AT104197T (de) 1988-02-23 1989-01-30 Mehrachsiger mechanischer manipulator mit ueberlastschutz.
EP0358738A1 true EP0358738A1 (fr) 1990-03-21
EP0358738B1 EP0358738B1 (fr) 1994-04-13
EP19890902264 Expired - Lifetime EP0358738B1 (fr) 1988-02-23 1989-01-30 Manipulateur mecanique a axes multiples avec protection contre surcharges
US (1) US5078021A (fr)
EP (1) EP0358738B1 (fr)
JP (1) JPH02503296A (fr)
AT (1) AT104197T (fr)
AU (1) AU3046189A (fr)
CA (1) CA1329817C (fr)
DE (2) DE68914554T2 (fr)
ES (1) ES2015377A6 (fr)
FR (1) FR2627419B1 (fr)
WO (1) WO1989008012A1 (fr)
CN103465264A (zh) * 2013-08-24 2013-12-25 桐乡市易锋机械厂 机械手传动机构
CA2041051A1 (fr) * 1990-07-20 1992-01-21 James D. Shaw Mecanisme de distribution
DE10112706B4 (de) * 2001-03-16 2004-01-29 Leica Microsystems Wetzlar Gmbh Verstelleinheit
DE10202826B4 (de) * 2002-01-24 2005-05-04 Wittenstein Motion Control Gmbh Vorrichtung zum Betätigen von Türen von Fahrzeugen
DE102007028758B4 (de) * 2007-06-22 2009-04-02 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) Roboter-Manipulator-Gelenkantrieb
CN101961824B (zh) * 2010-08-10 2013-11-13 上海沪工焊接集团股份有限公司 一种应用于罐筒体环、纵缝焊机的传动系统
EP2418366B1 (fr) * 2010-08-12 2013-03-13 Cooper-Standard Automotive (Deutschland) GmbH Actionneur pour une soupape de décharge ou une géométrie de turbines variable et utilisation d'un actionneur pour une soupape de décharge ou une géométrie de turbine variable
EP2418373A1 (fr) 2010-08-12 2012-02-15 Cooper-Standard Automotive (Deutschland) GmbH Actionneur et soupape de recyclage de gaz d'échappement, soupape de décharge ou géométrie de turbines variable d'une turbosoufflante dotée d'un actionneur
CN102380868B (zh) * 2011-11-09 2014-04-16 广东工业大学 具有两维平动和一维转动的三自由度机械手
CN102626929A (zh) * 2012-04-06 2012-08-08 常熟市惠一机电有限公司 机械手的水平角度旋转机构
CN102785068B (zh) * 2012-07-27 2014-08-20 厦门精合电气自动化有限公司 一种机械手与转盘联动装置
CN104440943B (zh) * 2014-10-16 2016-09-28 中南大学 一种单驱动双动作输出的工业机械臂
CN105618644B (zh) * 2016-01-20 2017-05-24 东莞市开创精密机械有限公司 卷簧用刀匣三轴移动机构
CN108580719B (zh) * 2018-04-11 2019-11-12 福州大学 一种用凸轮准确控制板料移动量的送进机构
CA1142192A (fr) * 1979-03-12 1983-03-01 George Mink Dispositif de manutention
FR2587776B1 (fr) * 1985-09-26 1989-10-20 Mecanismes Comp Ind De Dispositif amortisseur de couple dans un motoreducteur electrique destine a l'entrainement d'accessoires dans les vehicules automobiles
1988-02-23 FR FR8802280A patent/FR2627419B1/fr not_active Expired - Fee Related
1989-01-30 DE DE1989614554 patent/DE68914554T2/de not_active Expired - Lifetime
1989-01-30 DE DE1989614554 patent/DE68914554D1/de not_active Expired - Fee Related
1989-01-30 WO PCT/FR1989/000031 patent/WO1989008012A1/fr active IP Right Grant
1989-01-30 AT AT89902264T patent/AT104197T/de unknown
1989-01-30 EP EP19890902264 patent/EP0358738B1/fr not_active Expired - Lifetime
1989-02-22 CA CA 591817 patent/CA1329817C/fr not_active Expired - Fee Related
1989-02-23 ES ES8900656A patent/ES2015377A6/es not_active Expired - Fee Related
CN103465264B (zh) * 2013-08-24 2015-06-17 浙江易锋机械有限公司 机械手传动机构
JPH02503296A (fr) 1990-10-11
FR2627419A1 (fr) 1989-08-25
DE68914554T2 (de) 1994-10-20
FR2627419B1 (fr) 1990-07-27
DE68914554D1 (de) 1994-05-19
EP0358738B1 (fr) 1994-04-13
WO1989008012A1 (fr) 1989-09-08
AT104197T (de) 1994-04-15
CA1329817C (fr) 1994-05-24
ES2015377A6 (es) 1990-08-16
SU1149860A3 (ru) 1985-04-07 Промышленный робот
EP0773389B1 (fr) 2001-05-23 Actuateur linéaire avec des supports de vis
EP1270369B1 (fr) 2008-03-19 Isolateur d&#39;un ensemble vis et écrou à billes
EP0133981B1 (fr) 1987-11-11 Protection mécanique contre les surcharges
EP0615483B1 (fr) 1999-06-09 Meuleuse a disque a excentrique
EP0536806B1 (fr) 1995-03-29 Dispositif pour mesurer le moment de torsion d&#39;une armature mobile par un vérin
DE3211748C2 (fr) 1991-05-08
EP0182123B1 (fr) 1989-12-27 Dispositif pour essuyer des glaces d&#39;automobile
DE19911483C2 (de) 2001-03-01 Fensterhebervorrichtung mit Sicherheitseinrichtung
KR930009377B1 (ko) 1993-10-02 산업용로보트에 사용되는 로보트팔 구동장치
EP0566006B1 (fr) 1996-02-07 Détecteur d&#39;usure d&#39;une garniture d&#39;un frein à disque actionné par air comprimé
EP0667214B1 (fr) 1998-03-18 Robot articule
EP0486992A1 (fr) 1992-05-27 Machine-outil avec tête de broche à trois degrés de liberté