BE904143A - Dispositif de saisie d'objets. - Google Patents

Abstract

Un dispositif de saisie d'objets possédant une paire de doigts (19, 21, 20, 22, 27 à 31) déplaçables à l'aide d'un moteur électrique (2) via une transmission mécanique, et comprenant des moyens pneumatiques (22, 24, 26, 27, 30, 34, 35, 36) pour augmenter la force de saisie de ces doigts. Le corps du moteur (2) est monté de façon rotative par rapport au dispositif de saisie (1) et peut actionner un interrupteur (45) afin de s'arreter automatiquement lorsqu'un objet est saisi.

Description

  DISPOSITIF DE SAISIE D'OBJETS 

  
La présente invention se rapporte à un dispositif de saisie d'objets.

  
Un dispositif de saisie d'objets est généralement utilisé dans des robots industriels pour transporter et assembler des objets, par exemple des composants électroniques à insérer dans des plaquettes à circuits imprimés. Dans la plupart des applications, il est souhaitable que le dispositif de saisie soit simultanément petit, léger, rapide, précis et puissant. Plus particulièrement, le dispositif de saisie devra être petit afin de pouvoir pénétrer des espaces relativement étroits pour en extraire ou pour y introduire des objets, et il devra être léger parce qu'il fait partie du poids pouvant être manipulé par le robot.

   Le dispositif de saisie comprend des moyens d'entraînement qui sont généralement constitués d'un moteur électrique à courant continu ou d'un moteur pas-à-pas dont l'arbre est couplé via des moyens de transmission mécaniques à des moyens de saisie, par exemple des doigts de saisie. Ainsi constitué, ce type de dispositif de saisie d'objets est rapide et précis. Cependant, la force exercée par les moyens de saisie sur un objet saisi par eux est relativement faible lorsque les exigences de dimensions et de poids mentionnées plus haut restent dans des limites acceptables. L'utilisation d'un moteur électrique a l'avantage de la vitesse et de la précision mais le désavantage d'exercer une force relativement faible.

   Pour augmenter cette force, il serait évident d'augmenter la puissance du moteur mais ceci affecte défavorablement les dimensions et le poids du moteur et donc du dispositif de saisie.

  
Un but de la présente invention est d'augmenter la force exercée sur l'objet sans affecter considérablement les dimensions et le poids du dispositif de saisie d'objets.

  
Ce but est atteint grâce au fait que ledit dispositif de saisie d'objets est pourvu d'une paire de moyens de saisie pour saisir un objet, qu'il comprend des moyens d'entraînement couplés aux dits moyens de saisie, lesdits moyens d'entraînement étant capables de rapprocher ou d'écarter lesdits moyens de saisie les uns par rapport aux autres et d'exercer une force sur ledit objet via lesdits moyens de saisie, et que ledit dispositif de saisie d'objets comprend de plus des moyens commandés par un fluide également couplés aux dits moyens de saisie et capables d'exercer une force supplémentaire sur ledit objet via lesdits moyens de saisie.

  
En fournissant la force supplémentaire par les moyens commandés par un fluide, on n'affecte pas la précision ni la vitesse qui sont fournis par les moyens d'entraînement, par exemple un moteur électrique. De même, les dimensions et le poids ne sont pas augmentés considérablement.

  
La présente invention se rapporte également à un dispositif de saisie d'objets pourvu d'une paire de moyens de saisie pour saisir un objet et comprenant des moyens d'entraînement couplés aux dits moyens de saisie, lesdits moyens d'entraînement étant alimentés par une source d'énergie et étant capables de rapprocher ou d'écarter lesdits moyens de saisie les uns par rapport aux autres.

  
Un tel dispositif de saisie d'objets requiert généralement des moyens supplémentaires pour arrêter les moyens d'entraînement simultanément avec la saisie d'un objet par les moyens de saisie afin d'empêcher l'objet d'être endommagé par ces moyens de saisie. Lorsque les moyens d'entraînement sont constitués par un moteur électrique, une solution possible consiste à mesurer le courant transmis par la source d'énergie aux moyens d'entraînement. Plus particulièrement, lorsque ce courant dépasse une certaine valeur prédéterminée, l'objet est supposé être saisi par les moyens de saisie et l'énergie fournie aux moyens de saisie peut être coupée par les moyens de mesure de courant.

   Un inconvénient d'un tel système est que, dans certaines circonstances, par exemple pour soulever un objet lourd, un courant important est requis par les moyens d'entraînement pour retenir l'objet et ce courant ne peut pas être-coupé par les moyens de mesure de courant pendant la manipulation.

  
Un but de la présente invention est de fournir un dispositif de saisie d'objets dont les moyens d'entraînement sont arrêtés automatiquement lorsque l'objet est saisi et indépendamment de l'énergie transmise aux moyens d'entraînement par la source d'énergie.

  
Ce but est atteint par le fait que ledit dispositif de saisie d'objets comprend de plus des moyens de déconnexion pour déconnecter ladite source d'énergie des dits moyens d'entraînement, que lesdits moyens d'entraînement sont couplés à des moyens déplaçables le long du chemin, et que lesdits moyens de déconnexion sont situés le long du dit chemin afin d'être actionnés par lesdits moyens déplaçables qui sont déplacés lorsque ledit objet est saisi par lesdits moyens de saisie.

  
De cette façon, lorsqu'un objet est saisi par les moyens de saisie une secousse est immédiatement transmise aux moyens d'entraînement qui y sont couplés. Les moyens déplaçables sont alors déplacés par effet de réaction le long du chemin mentionné ci-dessus. Les moyens déplaçables peuvent ainsi actionner les moyens de déconnexion qui coupent l'alimentation des moyens d'entraînement. Les moyens d'entraînement sont donc automatiquement arrêtés.

  
Les buts et caractéristiques de l'invention décrits ci-dessus ainsi que d'autres et la manière de les obtenir deviendront plus clairs et l'invention elle-même sera mieux comprise en se référant à la description suivante d'un exemple de réalisation de l'invention pris en relation avec les dessins qui l'accompagnent et dont :
Fig. 1 montre un dispositif de saisie d'objets réalisé selon l'invention et dont le chassis est partiellement ôté; Fig. 2 est une vue en coupe du dispositif de saisie d'objets le long de la ligne II - II de la Fig. 1.

  
Ce dispositif de saisie d'objets fait partie d'un robot industriel (non montré) capable de manipuler des parties ou composants électroniques ou mécaniques. Dans une application typique, un tel dispositif de saisie est utilisé pour saisir des composants électroniques dans un magasin, par exemple de composants empilés, de les transporter ensuite au dessus d'un endroit prédéterminé sur une plaquette à circuits imprimés et de les insérer dans cet endroit.

  
Le dispositif de saisie d'objets montré à la Fig. 1 comprend un chassis dont la partie frontale est ôtée et qui est indiquée par les références numéros 1. Des moyens d'entraînement, constitués d'un moteur électrique à courant continu ou d'un moteur pas-à-pas 2,  sont montés de façon rotative sur le chassis 1, comme ce sera expliqué plus loin.

  
L'arbre 3 du moteur 2 est couplé via un couplage en soufflet 4 avec un axe 5 qui traverse une ouverture 6 du chassis 1 et qui a une extrémité engagée dans un alésage 7 du chassis 1. L'axe 5 est couplé à un axe entraîné 8 au travers d'un mécanisme d'engrenages constitué des engrenages 9, 10 et 11. L'engrenage 9 est fixement monté sur l'axe 5, l'engrenage 10 est porté par un axe 12 dont les extrémités sont engagées dans des alésages 13 et 14 du chassis 1 et l'engrenage 11 est fixement monté sur l'axe 8. L'axe 8 a ses extrémités engagées dans des alésages 15 et 16 du chassis 1 et est pourvu de portions filetées 17 et 18 à filetage à droite et à gauche.

  
Le dispositif de saisie comprend également des moyens de saisie constitués par des doigts démontables 19 et 20 respectivement montés sur des supports 21 et 22.

  
Le support 21 a un trou taraudé 23 engagé sur la portion filetée 17 de l'axe 8. Une tige de guidage 24 qui est parallèle à l'axe 8 s'étend au travers d'un trou 25 du support 21 et supporte de manière coulissante ce support. Une extrémité 26 de la tige de guidage 24 est fixée au chassis 1. Le support 22 est également monté de façon coulissante sur la tige de guidage 24 via un trou 27 pourvu d'un joint d'étanchéité et est engagé sur la portion 18 de l'axe 8 via un trou 28. Le support 22 a de plus deux cavités cylindriques 29 et 30 dont les fonds sont pourvus d'un trou 31 et du trou 27 au travers desquels les portions 18 de l'axe 8 et la tige de guidage
24 s'étendent respectivement.

  
La cavité 29 s'ouvre vers la gauche et renferme un ressort de compression 32 engagé sur la portion 18 de l'axe 8. Une extrémité du ressort 32 butte contre le fond de la cavité 29 alors que son autre extrémité est en contact avec un écrou 33 également engagé sur la portion filetée 18 de l'axe 8. Le ressort 32 presse continuellement l'écrou 33 en contact avec la partie du support 22 qui comprend le trou 28. L'écrou 33 est empêché de tourner sur l'axe 8.

  
La cavité 30 s'ouvre vers la droite et est utilisée comme chambre de compression pour un piston 34 fixé à l'autre extrémité de la tige de guidage 24 qui est donc utilisée comme tige de piston. La chambre de compression 30 communique avec un dispositif compresseur
(non montré) via un tube flexible 35 et un conduit d'alimentation 36. Il est à noter que la chambre de compression 30 a un autre conduit 37 situé près du fond de la chambre 30 et la reliant au doigt 20. Ce dernier doigt 20 obstruant une extrémité de ce conduit 37.

  
Le corps du moteur électrique 2 est pourvu d'un bord rainuré 38 monté de façon rotative dans le chassis 1 au moyen d'un roulement à billes 39. Un ressort d'extension 40 (Fig. 2; non montré à la Fig. 1) dont les extrémités 41 et 42 sont fixées au chassis 1 est logé dans le bord rainuré 38 et possède une prise médiane fixée par une vis 43 à cette rainure 38. Le ressort 40 maintient donc le corps du moteur 2 dans une position d'équilibre angulaire.

  
Une piece semi cylindrique 44 coaxiale à l'arbre 3 et faisant partie intégrante du corps du moteur. 2 dépasse du bord rainuré 38 au travers du roulement à billes creux
39 et recouvre partiellement le couplage en soufflet 4. Un interrupteur 45 fixé au chassis 1 est situé sur le chemin suivi par la piece semi cylindrique 44 lorsque le corps du moteur 2 est déplacé angulairement.

  
Le fonctionnement du dispositif de saisie d'objets est expliqué ci-après.

  
Le mouvement de l'arbre 3 du moteur 2 assure le déplacement des doigts 19 et 20. Plus particulièrement, ce mouvement est transmis via les engrenages 9, 10 et 11 à l'axe 8 et ainsi de suite à ses portions filetées 17

  
et 18. Le support 21 est déplacé à cause de son trou taraudé 23 engagé dans la portion filetée 17 de l'axe 8 alors que le support 22 est déplacé à cause de l'écrou 33 engagé sur la portion filetée 18 de l'axe 8 et pressé contre ce support 22 par le ressort de compression 32. Suivant le sens du mouvement de rotation de l'arbre 3 et donc de l'axe 8, les doigts 19 et 20 attachés aux supports 21 et 22 sont rapprochés ou sont écartés l'un par rapport à l'autre à cause des portions 17 et 18 de l'axe 8 filetées de façon opposée 17 et 18 de l'axe 8.

  
Si un composant doit être saisi par ses surfaces externes, ce qui est généralement le cas, les doigts 19 et 20 sont rapprochés l'un par rapport à l'autre, alors que si un composant doit être saisi par ses surfaces internes les doigts 19 et 20 sont descendus dans ces surfaces et sont alors écartés l'un par rapport à l'autre.

  
Lorsqu'un objet ou un composant électronique est saisi par les doigts 19 et 20, une secousse ou au moins une résistance mécanique apparaît dans le mouvement de l'arbre 3. Résultat, cet arbre 3 est bloqué et, puisque le corps du moteur 2 est monté de façon rotative par rapport au chassis 1, ce corps amorce un déplacement angulaire dans le sens opposé à celui de la rotation de son arbre 3. La piece semi cylindrique 44 faisant partie intégrante du corps du moteur 2 tourne donc aussi et est conduite sur l'interrupteur 45 qui est ainsi actionné. Le signal qui est alors fourni par l'interrupteur 45 est utilisé pour déconnecter le

  
moteur 2 d'une source d'énergie (non montrée) alimentant ce moteur 2. Par conséquent, le moteur 2 est arrêté ainsi que le mouvement des doigts 19 et 20.

  
Il est à noter que le signal généré par l'interrupteur 45 peut également être utilisé par des moyens de commande (non montrés) pour connaître, et par la suite programmer, la position des doigts 19 et 20 par rapport au composant. 

  
Dû à la construction mécanique décrite ci-dessus, la force exercée par les doigts 19 et 20 sur le composant est maintenue même lorsque le moteur 2 n'est plus

  
 <EMI ID=1.1> 

  
n'est pas suffisante pour soulever un composant et pour le transporter vers un autre endroit, particulièrement lorsque ce composant est lourd. Pour cette raison, lorsque le composant est saisi par les doigts 19 et 20 de la manière décrite plus haut, les moyens commandés par un fluide et constitués de la chambre de compression 30, de la tige de piston 24 et du piston 34 sont activés. Plus particulièrement, un système pneumatique (non montré) injecte de l'air comprimé ou crée un vide dans la chambre 30, avec laquelle il communique via le tube flexible 35 et le conduit d'alimentation 36, selon le sens de déplacement requis des doigts 19 et 20.

  
Dans le cas où de l'air comprimé est injecté dans la chambre de compression 30 et puisque le piston 34 reste fixe par rapport au chassis 1 le support 22 et donc le doigt 20 reçoivent une force supplémentaire pour saisir plus fermement le composant par ses surfaces externes.

  
Dans le cas complémentaire où un vide est créé dans la chambre 30, par exemple pour saisir un composant par ses surfaces internes, ce vide fournit une force supplémentaire à l'écartement des doigts 19 et 20. Evidemment, les doigts 19 et 20 sont préalablement écartés par le moteur 2 jusqu'à la saisie du composant. Plus particulièrement, l'écrou 33 comprime le ressort 32 contre la partie du support 22 comprenant le trou 31 et n'est plus en contact avec la partie de ce support 22 comprenant le trou 28. Cela permet un éventuel déplacement supplémentaire du doigt 20.

  
Il est à noter que les doigts 19 et 20 peuvent être démontés des supports 21 et 22 afin d'être remplacés par d'autres doigts ou des moyens mieux adaptés pour certaines applications. Par exemple, une saisie par aspiration des composants est possible puisque la

  
 <EMI ID=2.1> 

  
communique avec l'extérieur du support 22 via le

  
conduit 37. Ceci offre l'avantage qu'un seul conduit d'alimentation 35, 36 est nécessaire pour saisir par aspiration et/ou pour exercer une force sur les doigts 19 et 20.

  
Bien que les principes de l'invention aient été décrits ci-dessus en se référant à des exemples particuliers, il est bien entendu que cette description est faite seulement à titre d'exemple et ne constitue aucunement une limitation de la portée de l'invention. 

REVENDICATIONS

  
1. Dispositif de saisie d'objets caractérisé en ce qu'il est pourvu d'une paire de moyens de saisie (19, 21;
20, 22, 27 à 31, 37) pour saisir un objet, en ce qu'il comprend des moyens d'entraînement (2, 3) couplés aux dits moyens de saisie, lesdits moyens d'entraînement étant capables de rapprocher ou d'écarter lesdits moyens de saisie les uns par rapport aux autres et d'exercer une force sur ledit objet via lesdits moyens de saisie, et en ce que ledit dispositif de saisie d'objets comprend de plus des moyens commandés par un fluide (22, 24, 26, 27,
30, 34, 35, 36) également couplés aux dits moyens de saisie et capables d'exercer une force supplémentaire sur ledit objet via lesdits moyens de saisie.

  
2. Dispositif de saisie d'objets selon la

Claims (1)

1. revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins des premiers moyens de saisie (20, 22, 27 à 31, 37) de ladite paire (19, 21; 20, 22, 27 à 31, 37) comprennent un support (22) et un doigt démontable (20).

   3. Dispositif de saisie d'objets selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'entraînement (2, 3) entraînent au moins des premiers moyens de saisie (20, 22, 27 à 31, 37) de ladite paire (19, 21; 20, 22, 27 à 31, 37) via des couplages mécaniques (4 à 18) comprenant un axe fileté (8, 17, 18) sur lequel un écrou (33) est engagé, une face du dit écrou pressant contre une partie (28) des dits premiers moyens de saisie montée de façon coulissante sur ledit axe fileté pour déplacer lesdits premiers moyens de saisie par rapport aux seconds moyens de saisie (19, 21) de ladite paire par la rotation du dit axe fileté. <EMI ID=3.1>

   revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens commandés par un fluide (22, 24, 26, 27, 30, 34, 35, 36) comprennent une tige de piston (24) ayant une première extrémité (26) fixée au dit dispositif de saisie et une seconde extrémité pourvue d'un piston (34), en ce que lesdits premiers moyens de saisie (20, 22, 27 à 31, 37) sont pourvus d'une cavité (30) dans laquelle ledit piston est engagé et dont le fond possède un trou (27) au travers duquel passe ladite tige de piston, ladite cavité formant une chambre de compression dans laquelle un fluide comprimé est injecté pour fournir ladite force supplémentaire.

   5. Dispositif de saisie d'objets selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de saisie (20, 22, 27 à 31, 37) comprennent une seconde partie (31) montée de façon coulissante sur ledit axe fileté (8, 17, 18) et contre laquelle une seconde face du dit écrou (33) opposée à sa face premièrement mentionnée est pressée via des moyens de compression (32) situés entre ladite seconde face du dit écrou et ladite seconde partie desdits premiers moyens de saisie.

   6. Dispositif de saisie d'objets selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de compression sont constitués d'un ressort de compression

   (32) engagé sur ledit axe fileté (8, 17, 18) et dont une première extrémité butte contre ladite seconde face du dit écrou (33) et dont la seconde extrémité butte contre ladite seconde partie (31) des dits premiers moyens de saisie (20, 22, 27 à 31, 37).

   7. Dispositif de saisie d'objets selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens commandés par un fluide (22, 24, 26, 27, 30, 34, 35, 36) comprennent au moins une tige de piston (24) ayant une première extrémité (26) fixée au dit dispositif de saisie

   <EMI ID=4.1>

   que lesdits premiers moyens de saisie (20, 22, 27 à 31, 37) sont pourvus d'une cavité (30) dans laquelle ledit piston est engagé et dont le fond possède un trou (27) au

   travers duquel passe ladite tige de piston, ladite cavité formant une chambre à vide dans laquelle un vide est créé par lesdits moyens commandés par un fluide pour fournir ladite force supplémentaire.

   8. Dispositif de saisie d'objets selon les revendications 2 et 7, caractérisé en ce que ledit

   support (22) desdits premiers moyens de saisie (20, 22,

   27 à 31, 37) possède un conduit (37) normalement obstrué par ledit doigt démontable (20) et communiquant avec ladite chambre à vide (30), ledit conduit étant utilisé pour saisir par aspiration un objet lorsque ledit doigt est démonté du dit support.

   9. Dispositif de saisie d'objets selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit axe fileté (8, 17, 18) comprend une première portion (18) et une seconde portion (17) filetées en opposition, et en ce que lesdits premiers moyens de saisie (20, 22, 27 à 31, 37)

   et lesdits seconds moyens de saisie (19, 21) de ladite paire (19, 21; 20, 22, 27 à 31, 37) sont respectivement engagés sur ladite première et sur ladite seconde

   portions filetées de façon à être tous deux déplaçables par rapport au dit dispositif de saisie.

   10. Dispositif de saisie d'objets selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens commandés par un fluide (22, 24, 26, 27, 30, 34, 35, 36) sont des moyens pneumatiques.

   11. Dispositif de saisie d'objets pourvu d'une paire de moyens de saisie (19, 21; 20, 22, 27 à 31, 37) pour saisir un objet et comprenant des moyens d'entraînement (2, 3) couplés aux dits moyens de saisie, lesdits moyens d'entraînement étant alimentés par une source d'énergie et étant capables de rapprocher ou d'écarter lesdits moyens de saisie les uns par rapport aux autres, caractérisé en ce que ledit dispositif de saisie d'objets comprend de plus des moyens de déconnexion (45) pour déconnecter ladite source d'énergie des dits moyens d'entraînement (2, 3), en ce que lesdits moyens d'entraînement sont couplés à des moyens (2) déplaçables le long du chemin,

   et en ce que lesdits moyens de déconnexion sont situés le long du dit chemin afin d'être actionnés par lesdits moyens déplaçables qui sont déplacés lorsque ledit objet est saisi par lesdits moyens de saisie (19, 21; 20, 22, 27 à 31, 37).

   12. Dispositif de saisie d'objets selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdits moyens d'entraînement (2, 3) sont constitués d'un moteur électrique (2) dont le corps est fixé de façon rotative au dit dispositif de saisie et est couplé à une pièce semi cylindrique (44) rotative autour d'un axe et constituant lesdits moyens déplaçables, en ce que ledit chemin est la circonférence décrite par la rotation de ladite pièce semi cylindrique autour du dit axe, et en ce que lesdits moyens de déconnexion sont constitués d'un interrupteur électrique (45) situé le long de ladite circonférence.

   13. Dispositif de saisie d'objets selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite pièce semi cylindrique (44) est solidaire du dit corps du dit moteur électrique (2) dont l'axe de rotation correspond au dit axe de ladite pièce semi cylindrique.

   14. Dispositif de saisie d'objets selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit corps du dit moteur électrique (2) est maintenu en équilibre angulaire au moyen d'un ressort (40) dont les extrémités (41, 42) sont fixées au dit dispositif de saisie et qui possède une prise intermédiaire (43) fixée au dit corps du dit moteur électrique.

   15. Dispositif de saisie d'objets selon les revendications 11 à 14, caractérisé en ce qu'il est réalisé comme aux revendications 1 à 10.

   Soit un total de 15 pages.