FR2524364A1

FR2524364A1 - Robot industriel pour chaine de fabrication

Info

Publication number: FR2524364A1
Application number: FR8305374A
Authority: FR
Inventors: Toshiyuki Okada; Takafumi Uratani
Original assignee: Osaka Transformer Co Ltd
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 1982-03-31
Filing date: 1983-03-31
Publication date: 1983-10-07
Also published as: GB2118524B; JPS58171279A; FR2524364B1; GB2118524A; JPH032638B2

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES DISPOSITIFS DE SECURITE DES ROBOTS INDUSTRIELS. ELLE SE RAPPORTE A UN ROBOT INDUSTRIEL DONT L'ENSEMBLE MOBILE A UN PREMIER ORGANE MOBILE 12 AYANT UNE PARTIE ELARGIE 122 DE FORME SPHERIQUE, QUI PEUT BASCULER ET COULISSER DANS LA PARTIE CYLINDRIQUE 132 D'UN SECOND ORGANE MOBILE 13. DE CETTE MANIERE, L'ELEMENT DE TRAVAIL 24 PEUT BASCULER OU S'ENFONCER, ET TOUS CES MOUVEMENTS SE TRANSFORMENT EN UNE TRANSLATION D'UN MANCHON 18 DONT LES DEPLACEMENTS SONT DETECTES PAR UN DETECTEUR UNIQUE 25 QUI DONNE UN SIGNAL D'ALARME. APPLICATION AUX ROBOTS INDUSTRIELS DES CHAINES DE MONTAGE ET DE FABRICATION.

Description

La présente invention concerne de façon générale

les appareillages industriels de manutention et plus pré-

cisément un robot ouvrier ou industriel destiné à une

chalne de production, une chaîne de montage, etc, ce ro-

bot pouvant régler convenablement la position d'un en-

semble mobile lui appartenant afin qu'il supporte un élé-

ment de travail tel qu'un chalumeau de soudage ou analogue.

En général, un robot industriel du type précité

est commandé à l'aide d'un micro-ordinateur qui met en oeu-

vre des données numériques ou des données d'entrée, four-

nies au cours de procédures d'apprentissage, ou par com-

mande d'un dispositif de commande électrique à séquence fixe. Dans les arrangements connus précités, lorsqu'un

obstacle quelconque se présente dans une région de fonc-

tionnement du robot par accident par exemple, l'élément

de manoeuvre est mis au contact de l'obstacle et peut pro-

voquer des détériorations soit à lui-même soit à l'ensemble mobile qui le supporte Ainsi, on a da munir un robot d'un dispositif de sécurité destiné à empêcher la détérioration des différents éléments et parties En outre, dans le robot industriel du type précité, une force externe agissant sur l'élément de travail est rarement de type unidirectionnel

si bien que la protection de l'organe de travail ou de ma-

noeuvre, etc, contre les détériorations même lorsque des

forces extérieures sont appliquées avec des directions quel-

conques, nécessite que l'élément de travail puisse s'échap-

per dans la direction d'application de ces forces exté rieures. Dans le cas du robot industriel du type précité, on a déjà proposé l'utilisation d'un dispositif de sécurité ayant la construction représentée sur les figures 1 et 2 qui sont une coupe longitudinale et une coupe transversale respectivement d'un tel dispositif; celui-ci est réalisé de manière que, grâce à un palier sphérique 53 ayant des organes concave 51 et convexe 51 sphériques, placé dans

un orifice formé à l'extrémité avant (c'est-à-dire à l'ex-

trémité inférieure sur la figure 1) d'un ensemble mobile Pli, dont la position peut être commandée convenablement, un élément de travail tel qu'un chalumeau P 24 de soudage soit disposé de manière qu'il passe par le trou 54 de l'organe convexe 52, le chalumeau P 24 étant repoussé par un ressort 55 dans la direction de la flèche Z 2 afin qu'il

puisse pivoter ou se déplacer dans la direction de la flè-

che ZM En outre, une électrode fixe et courbe 57 est mon-

tée dans une autre ouverture formée à l'extrémité supé-

rieure (sur la figure 1) de l'ensemble mobile Pll, par l'in-

termédiaire d'un organe isolant 56 alors que, à l'extré-

mité supérieure du chalumeau P 24 à laquelle se trouve l'électrode fixe 57, des premières électrodes mobiles 58

sont disposées avec une configuration radiale et des se-

condes électrodes mobiles 59 sont placées radialement à l'extérieur des premières électrodes, le déplacement du chalumeau P 24 étant détecté à l'aide des premières et des secondes électrodes mobiles 58 et 59 et de l'électrode fixe

57 par un détecteur 60 qui leur est relié.

Plus précisément, dans l'arrangement connu, lors-

qu'une force est appliquée par exemple à l'extrémité infé-

rieure du chalumeau P 24 dans une direction X ou Y, le cha-

lumeau P 24 tourne autour d'un centre correspondant au pa-

lier sphérique 53 et la première électrode mobile 58 vient au contact de l'électrode fixe 57 Entre temps, lorsqu'une

force est appliquée dans la direction Zi à l'extrémité infé-

rieure du chalumeau P 24, celui-ci, passant dans le trou 54 de l'organe convexe 52, se déplace dans le sens de la

flèche Zl malgré la force appliquée par le ressort 55 si.

bien que la seconde électrode mobile 59 vient au contact

de l'électrode fixe 57 Bien que le chalumeau P 24 se dé-

place dans la direction de la force extérieure comme indi-

qué précédemment, l'importance du déplacement du chalumeau P 24 par rapport à l'organe Pll est limitée à une valeur extrêmement faible puisque le déplacement du chalumeau P 24

est détecté par contact des électrodes mobiles 58 et 59-

avec l'électrode fixe 57 En d'autres termes, lorsque l'im-

portance du déplacement du chalumeau P 24 devient grande, les électrodes mobiles 58 et 59 sontrepoussées contre l'électrode fixe 57 d'une manière plus que nécessaire o

l'extrémité supérieure du chalumeau P 24 est mise au con-

tact de l'ensemble mobile Pll, si bien qu'une rupture des électrodes 58 et 59 et du chalumeau P 24 en résulte De plus, le basculement régulier de l'organe convexe 52 au niveau du palier sphérique 53 nécessite un traitement très précis

des organes convexe 52 et concave 51, et en outre, le main-

tien de l'organe convexe 52 par l'organe concave 51 né-

cessite la 'division de l'organe concave 51 en au moins deux

parties en direction radiale ou axiale, si bien que le trai-

tement des faces internes de l'organe concave divisé 51 afin qu'il ait une configuration sphérique lisse constitue aussi une opération délicate En outre, lorsque le trou 54 formé dans l'organe convexe 52 est agrandi afin qu'il

permette un déplacement régulier du chalumeau P 24, le posi-

tionnement de l'élément de travail, c'est-à-dire du chalu-

meau P 24 de soudage dans le cas considéré, devient imprécis,

selon un inconvénient supplémentaire.

L'invention concerne un robot industriel dans lequel un organe de travail ou de manoeuvre est supporté afin qu'il ne présente pas d'écart de position pendant le

fonctionnement du robot et qu'il puisse pivoter et se dé-

placer en translation par rapport à un ensemble mobile qui

le porte, si bien que l'élément de travail peut être dé-

placé librement dans la direction d'application d'une force externe, sans possibilité de détérioration des différents

éléments et parties de l'appareil, tout état anormal pou-

vant être détecté par un détecteur unique, quelle que soit la direction d'application des forces externes, l'ensemble

mobile et l'élément de travail étant disposés l'un par rap-

port à l'autre d'une manière très précise grâce à un dis-

positif de rappel; des opérations exécutées par le robot sont très efficaces malgré la disposition de l'ensemble

mobile et de l'élément de travail afin qu'ils puissent pi-

voter et se déplacer en translation l'un par rapport à l'au-

tre. L'invention concerne aussi un robot industriel du type précité dont la construction est simple et qui

peut être facilement fabriqué à faible prix, tout en con-

venant à différents domaines de l'industrie.

Plus précisément, l'invention concerne un robot industriel ayant une base fixe, un châssis rotatif monté sur la base fixe afin qu'il puisse tourner en direction horizontalepar rapport à la base fixe, un bras supérieur articulé sur le châssis rotatif par une tringlerie afin qu'il puisse pivoter vers le haut et vers le bas autour

d'une articulation sous la commande d'un dispositif d'en-

trainement, et un ensemble mobile placé à une première ex-

trémité du bras supérieur et comprenant un premier organe

mobile destiné à supporter un élément de travail et un se-

cond organe mobile destiné à supporter le premier organe mobile afin que leurs positions puissent être réglées de la manière voulue Le second organe mobile a une partie cylindrique comportant une partie inférieure, un orifice débouchant étant formé dans la partie inférieure afin qu'il soit disposé axialement dans celle-ci alors que le premier organe mobile, à son extrémité libre, est dirigé dans la partie cylindrique ayant ladite partie inférieureet passe dans l'orifice débouchant du second organe mobile, une partie

dilatée étant formée à l'extrémité libre du premier or-

gane mobile afin que celui-ci puisse se déplacer dans la

direction de l'axe du second organe mobile et en direc-

tion inclinée par rapport à cette direction axiale.

Le robot industriel comporte en outre un dispo-

sitif destiné à repousser la partie dilatée du premier or-

gane mobile afin qu'elle soit au contact de la partie in-

férieure du second organe mobile, et un dispositif détec-

teur destiné à former un signal d'alarme lorsque le pre-

mier organe mobile est déplacé d'une distance supérieure à une valeur prédéterminée par rapport au second organe

mobile, malgré la force exercée par le dispositif de rap-

pel.

L'arrangement selon l'invention, décrit précédem-

ment, permet la réalisation d'un robot industriel perfec-

tionné évitant les détériorations à ces diverses parties

et ayant un fonctionnement très efficace.

D'autres caractéristiques et avantages de l'in-

vention seront mieux compris à la lecture de la descrip-

tion qui va suivre d'exemples de réalisation et en se ré- férant aux dessins annexés sur lesquels, les figures 1 et 2 ayant déjà été décrites la figure 3 est une perspective représentant la

construction d'un robot industriel selon un mode de réa-

lisation avantageux de l'invention; la figure 4 est une élévation frontale en coupe axiale partielle et à plus grande échelle d'un ensemble

mobile qui supporte un élément de travail, tel que repré-

senté sur la figure 3;

la figure 5 est une élévation latérale de la par-

tie représentée sur la figure 4; la figure 6 est une coupe partielle à échelle

encore plus grande d'une partie essentielle de l'arran-

gement de la figure 4;

la figure 7 est analogue à la figure 6 mais re-

présente la position lorsqu'une force externe est appliquée à un premier organe mobile, en direction horizontale;

la figure 8 est analogue à la figure 6 mais re-

présente plus précisément la position lorsqu'une force ex-

térieure est appliquée au premier organe mobile en direc-

tion verticale ascendante; les figures 9 et 10 sont analogues à la figure

4 mais représentent plus précisément les positions de fonc-

tionnement équivalant aux figures 7 et 8; et les figures 11 à 15 sont analogues aux figures

4 et 6 mais représentent diverses variantes.

Sur les diverses figures, les éléments analo-

gues portent des références identiques.

La figure 3 représente un robot industriel R ayant un bras à plusieurs articulations, réalisé selon un mode de réalisation avantageux de l'invention; ce robot comporte de façon générale un châssis rotatif 1 monté sur

une base fixe 2 afin qu'il puisse tourner en direction ho-

rizontale par rapport à la base fixe 2, un bras inférieur 3 et une bielle 4 articulés à une première extrémité, sur

le châssis rotatif 1, un bras arrière 5 articulé, à sa pre-

mière extrémité, à l'autre extrémité de la bielle 4, et un bras supérieur 6 articulé, à son extrémité arrière 6 b, aux extrémités correspondantes du bras inférieur 3 et du bras arrière 5 afin que l'ensemble forme un mécanisme à parallélogramme avec les bras 6 et 3, la bielle 4 et le bras 5 alors que, à l'extrémité avant 6 a du bras supérieur

6, un ensemble mobile 11 est supporté directement ou in-

directement par l'intermédiaire d'un mécanisme convenable d'entraînement tel qu'un mécanisme 10 d'entraînement en rotation horizontale Le robot industriel R de la figure

3 comporte en outre un premier et un second dispositif d'en-

trainement en rotation tels que des moteurs électriques

7 et 8 supportés par le châssis rotatif 1, et le bras in-

férieur 3 est disposé afin qu'il tourne en se déplaçant

verticalement sous la commande du moteur 7 par l'intermé-

diaire d'un réducteur (non représenté) alors que le bras supérieur tourne autour de son articulation sur le bras inférieur 3 en se déplaçant vers le haut et vers le bas par l'intermédiaire de la bielle 4 qui est commandée par le second moteur 8 par l'intermédiaire d'un réducteur (non représenté) et du bras arrière 5 D'autre part, le châssis

rotatif 1 tourne en direction horizontale par l'intermé-

diaire d'un autre réduction (non représenté) et d'un troi-

sième dispositif d'entraînement en rotation, par exemple-

un moteur électrique 9 logé dans le châssis rotatif 1.

Dans le mode de réalisation de la figure 3, l'en-

semble mobile 11 est porté à l'extrémité avant 6 a du bras

6 par le mécanisme 10 de rotation horizontale, et il com-

porte un élément convenable de travail ou de manoeuvre qui peut être un chalumeau 24 de soudage du type à électrode

consommable, porté par l'ensemble mobile 11 Plus préci-

sément, comme indiqué sur les figures 4 et 5, l'ensemble mobile 11 comporte en outre un premier organe mobile 12

supportant, à son extrémité inférieure, l'élément de tra-

vail, c'est-à-dire le chalumeau 24 qui, dans ce cas, est vissé sur le premier organe mobile 12 Ce dernier a un trou débouchant 121 formé en direction axiale, et la partie d'extrémité du premier organe mobile 12, dans la direction Zl, est sous forme d'une partie dilatée ou élargie 122 en forme de disque, dépassant radialement vers l'extérieur,

alors qu'une surface périphérique externe de la partie di-

latée 122 a une partie convexe 123 de configuration sphé-

rique (figure 6) Un second organe mobile 13 est aussi des-

tiné à supporter le premier organe mobile 12 comme décrit précédemment et il comporte une partie inférieure 131 et une partie cylindrique 132 raccordée à la partie inférieure 131 dont elle est solidaire La partie inférieure 131 du

second organe mobile 12 a un trou débouchant 133 dans le-

quel se loge la partie dilatée 122 du premier organe mo-

bile 12, dans la partie cylindrique 132 du second organe mobile 13, une face inférieure 124 en forme de bride de

la partie dilatée 122 étant au contact de la partie infé-

rieure 131 du second organe mobile 13 (figure 6) Il faut que, comme la courbure de la partie convexe sphérique 123 de la partie dilatée 122 a un rayon sensiblement égal à

celui de la partie cylindrique 132, le premier organe mo-

bile 12 peut pivoter ou coulisser à volonté par rapport au second organe mobile 13 Un ressort 19 de compression est placé dans la partie cylindrique 132, entre le second organe mobile 12 et un organe presseur 14, et il repousse normalement le premier organe mobile 12 dans le sens de' la f èche Z 2 Un capuchon 15 placé sur l'organe presseur

14 est monté sur le second organe mobile 13 avec cet or-

gane 14, carme un tout, afin-qu'il soit supporté par une équerre 17, par l'intermédiaire d'un organe isolant convenable 16

assurant le montage sur un mécanisme 10 de rotation hori-

zontale, si bien que l'ensemble mobile 11 est constituté

par les organes précités 12 à 17.

L'arrangement des figures 3 et 4 comporte en ou-

tre un manchon 18 disposé afin qu'il passe dans un alé-

sage axial de l'organe presseur 14 et se déplace dans la

direction Z, et ce manchon a une configuration cylindri-

que et une bride 181 dépassant à son extrémité, du côté de la flèche ZM Un ressort 20 de compression est placé

entre le capuchon 15 et le manchon 18 et il exerce une for-

ce qui repousse normalement le manchon 18 suivant la flè- che Z 2 afin qu'il soit au contact du premier organe mobile 12 Un guide souple 21 placé entre le capuchon 15 et le chalumeau 24 est formé par exemple d'un fil métallique de section circulaire ou non ayant une configuration spiralée,

ou d'un tube d'une matière synthétique Une partie infé-

rieure d'un tube souple formant un conduit de guidage d'une électrode consommable, bien qu'elle ne soit pas représentée en détail dans le mode de réalisation de la figure 4, est vissée sur la partie filetée 151 formée sur le capuchon 15 Un canal 22 de raccordement est formé dans la paroi latérale du second organe mobile 13 afin qu'il transmette

un gaz protecteur pour le soudage, et un espace communi-

quant avec l'orifice 22 est fermé par des organes étanches convenables 231, 232, 233 et 234, et il communique aussi avec le chalumeau 24 par un orifice 182 formé à la partie

inférieure du manchon 18, du côté de la flèche Z 2 Un dé-

tecteur 25 est disposé dans la partie supérieure de l'or-

gane presseur 14 de manière qu'il détecte par exemple la position du flasque 181 du manchon 18 La partie inférieure du premier organe mobile 12 vissée sur le chalumeau 24 est entourée par un couvercle souple 26 formé par exemple de caoutchouc ou d'une résine synthétique et analogue Un

câble 27 d'alimentation pour le soudage est relié au cha-

lumeau 24 et il est supporté par exemple par le capuchon 15. Grâce à l'arrangement précité, le soudage d'un objet à souder tel qu'une pièce, peut être réalisé par

exemple par réglage convenable de la position de l'ensem-

ble mobile 11 Dans ce cas, comme la partie dilatée 122 du premier organe mobile 12 repoussé par le ressort 19

vient au contact de la partie inférieure 131 du second or-

gane mobile 13, le gaz protecteur transmis par l'orifice

22 de raccordement atteint le chalumeau 24 par l'inter-

médiaire de la partie inférieure du manchon 18 Le fil

constituant l'électrode consommable <qui n'est pas re-

présenté) avance vers la position de soudage en étant guidé par le guide souple 21, et le soudage est réalisé par transmission d'énergie électrique au chalumeau 24

par le câble 27.

On se réfère maintenant plus précisément aux

figures 6 à 8 pour la description du fonctionnement du

robot industriel selon l'invention et plus précisément

de son ensemble mobile lorsqu'une force externe est appli-

quée à l'extrémité inférieure du chalumeau 24 alors que le robot industriel est en fonctionnement, c'est-à-dire

pendant la période de soudage ou de non-soudage.

La figure 6 représente la position lorsqu'aucune force extérieure n'est appliquée au chalumeau 24 et on suppose alors par exemple qu'une force extérieure est

appliquée à l'extrémité inférieure du chalumeau 24 sui-

vant la flèche XM Dans ce cas, comme la courbure de la partie convexe sphérique 123 de la partie élargie 122 du premier organe mobile 12 a un rayon sensiblement

égal à celui de la partie cylindrique 132 du second or-

gane mobile 13 comme décrit précédemment, le premier organe mobile 12 a tendance à pivoter ou tourner dans le sens contraire des aiguilles d'une montre et, dans

l'état indiqué grâce à l'arrangement dans lequel le pre-

mier organe mobile 12 est repoussé dans le sens de la flèche Z 2 par le ressort 19, la face inférieure 124 de

la partie dilatée 122 étant au contact de la partie in-

férieure 131 du second organe mobile 13; le premier

organe mobile 12 bascule vers une position 02 dans la-

quelle le centre de la sphère 01 de la partie dilatée 122 est décalé d'une distance d Zl dans le sens de la flèche Zl et le manchon 18 est déplacé d'une distance d Z 2 dans le sens de la flèche Zl comme indiqué sur la figure 7 D'autre part, dans le cas o une force externe dans la direction Zl est appliquée à la partie inférieure

du chalumeau 24, la partie dilatée 122 du premier or-

gane mobile 12 se déplace par exemple d'une distance égale à d Z 3 dans le sens de la flèche Zl, le long de

la partie cylindrique 132 (figure 8).

Il faut noter que, comme la partie dilatée

122 du premier organe mobile 12 a une configuration sphé-

rique convexe, le premier organe 12 peut pivoter dans toutes les directions par rapport au second organe 13

et en outre, comme la partie dilatée 122 a la configura-

tion d'un disque, la surface qui est au contact du man-

chon 18 qui est lui-même normalement au contact de la

partie élargie 122, ayant une forme cylindrique, le man-

chon 18 se déplace dans le sens de la flèche Zl quel que soit le sens de basculement du premier organe mobile 12 Plus précisément, si le premier organe mobile 12 pivote et déplace le centre O 1 de la sphère dans le sens de la flèche Zl d'une distance d Zl, le manchon 18 se déplace dans le sens de la flèche Zl d'une distance d Z 2

quelle que soit la direction de basculement.

Comme décrit précédemment après application

d'une force extérieure à l'extrémité inférieure du cha-

lumeau 24, le manchon 18 se déplace dans la direction prédéterminée, c'est-à-dire dans la direction Z et dans le sens de la flèche Zl quelle que soit la direction d'application des forces extérieures, si bien que la sélection convenable de l'état du signal de sortie du

détecteur 25 de la position du manchon 18 permet la dé-

tection de l'état anormal du chalumeau, quelle que soit -

sa direction, à l'aide d'un seul détecteur.

De plus, dans l'arrangement selon l'invention décrit précédemment, comme le jeu entre le premier organe mobile 12 et l'orifice débouchant 133 du second organe 13 et comme le jeu entre le manchon 18 et le premier

organe mobile 12 dans la direction Z peuvent être conve-

nablement choisis, le chalumeau 24 et le premier organe mobile 12, etc, peuvent être déplacés librement dans la direction d'application des forces externespar rapport aux autres organes sans possibilité de détérioration

de diverses parties.

On se réfère maintenant aux figures 9 et 10 qui représentent les positions de fonctionnement de l'arrangement de la figure 4, ces figures correspondant

aux figures 7 et 8 déjà décrites.

Comme l'indique la figure 9, même lorsque le

chalumeau 24 de soudage ou l'organe analogue de travail, sup-

porté par l'ensemble mobile 11, est déplacé par une force

extérieure, le fil métallique formant l'électrode consom-

mable (et qui n'est pas représenté en particulier), guidé par le guide souple 21, ne vient pas au contact d'autres organes si bien que, lorsque la force extérieure agissant sur l'élément de travail tel que le chalumeau 24 ou analogue, est supprimée,cet élément de travail peut reprendre automatiquement sa position initiale telle que représentée sur la figure 4 Bien évidemment, après

détection de l'état anormal du chalumeau 24, les opéra-

tions de soudage ou une autre opération associée peuvent être suspendues par un signal anormal ou un avertissement

de l'existence d'un tel état anormal peut être transmis.

On se réfère maintenant aux figures 11 à 15 qui représentent des variantes de l'arrangement décrit en référence aux figures 3 à 10, et plus précisément

des variantes des parties de l'ensemble mobile 11.

Dans la variante d'ensemble mobile 11 A de la figure 11, le premier organe mobile 12 de la figure 4

est remplacé par un premier organe mobile 12 A qui sup-

porte un élément de travail ou un chalumeau de soudage 24 ' qui est légèrement courbé, par l'intermédiaire d'un support 12 L qui dépasse de l'extrémité inférieure de l'organe 12 A perpendiculairement à celui-ci, si bien que l'axe du premier organe mobile 12 n'est pas aligné

sur celui de l'organe 24 ' de manoeuvre, comme représenté.

D'autre part, le manchon 18 de la figure 4 est aussi modifié et est remplacé par un organe 18 A en forme de tige, appelé "manchon", placé axialement dans le capuchon 14 A et dont l'extrémité inférieure est au contact de la face supérieure de la partie dilatée 122 A du premier organe mobile 12 A placé dans le second organe mobile

13 A, un bras 25 a du détecteur 25 étant monté sur le capu-

chon 14 a, à proximité du manchon 18 A, à l'extrémité supé-

rieure de celui-ci.

Dans la variante d'ensemble mobile 11 B de la figure 12, le premier organe mobile 12 de la figure 4 est remplacé par un premier organe mobile 12 B dont la

partie dilatée 122 B a une forme convexe hémisphérique.

En outre, le second organe mobile 13 de la figure 4 est

modifié sous forme d'un organe 13 B dont la partie infé-

* rieure 131 B a une partie concave hémisphérique solidaire de la partie cylindrique 132 B Le manchon 18 B destiné

à se déplacer dans la direction Z dans la partie cylin-

drique 132 B a une forme cylindrique qui a un dégagement t à sa périphérie interne, à son extrémité supérieure, et un bras 25 a du détecteur tel qu'un microcontact 25 B supporté par le capuchon 14 B par l'intermédiaire d'un support convenable S, est destiné à être au contact de la partie dégagée t Grâce à la construction indiquée, la détection de la position du manchon 18 B n'est pas

du tout affectée de façon nuisible même lorsque la posi-

tion du manchon 18 B dans la partie cylindrique 132 B varie par rotation Néanmoins, une gorge (non représentée) peut par exemple être formée dans la partie cylindrique 132 B, en direction axiale, et une saillie (non représentée)

peut coopérer avec gorge formée dans le manchon 18 B afin-

que celui-ci ne puisse pas tourner, bien qu'il soit mobile parallèlement à l'axe de la partie cylindrique 132 B. Dans l'arrangement de la figure 12, un trou évent 28 destiné au passage d'air est formé dans la paroi de la partie cylindrique 132 B du second organe mobile 13 B afin que les déplacements du premier organe mobile 12 B et

du manchon 18 B puissent être réguliers.

D'autre part, dans une autre variante d'ensemble

mobile 11 C représenté sur la figure 13, bien que le pre-

mier organe mobile 12 C ait une partie dilatée 122 C ana-

logue à la partie 122 B de la figure 12, et bien que le second organe mobile 13 C ait une partie inférieure 131 C et une partie cylindrique 132 C analogues à celles de l'arrangement de la figure 12, le premier organe mobile 12 C a en outre une saillie annulaire 125 de diamètre supérieur à celui du second organe mobile 13 C, cette saillie étant au contact du bord inférieur correspondant du manchon 18 C de forme cylindrique guidé par le second organe mobile 13 C afin qu'il se déplace axialement Le second organe mobile 13 C a en outre une partie 13 Ca de diamètre réduit, dépassant vers le haut, vers le support 17 et ayant un trou évent 28 de passage d'air, le ressort 19 de compression étant placé entre le manchon 18 C et

le support 17 afin qu'il entoure la partie 13 Ca de dia-

mètre réduit, le bras de contact du détecteur 25 étant destiné à être au contact de la partie supérieure du manchon 18 C. Dans la variante d'ensemble mobile 11 D de la figure 14, la partie dilatée 122 D du premier ensemble mobile 12 D a une partie périphérique externe convexe 123 D dont le diamètre externe est légèrement inférieur au diamètre interne de la partie cylindrique 132 D du second organe mobile 13 D, et le bras du détecteur 25

est monté sur le capuchon 14 D appliqué sur le second or-

gane mobile 13 D de manière qu'il soit au contact de la

face supérieure de la partie dilatée 122 D par l'intermé-

diaire du capuchon 14 D.

D'autre part, dans la variante d'ensemble mo-

bile 11 E de la figure 15, la partie dilatée 122 E du pre- mier organe mobile 12 E a une partie périphérique externe convexe 123 E

ayant la configuration d'une bride, son

diamètre externe étant un peu inférieur au diamètre inter-

ne de la partie cylindrique 132 E du second organe mobile 13 E Le manchon 18 E qui peut se déplacer dans la partie cylindrique 132 E du second organe 13 E et qui est sur la face supérieure de la partie dilatée 122 E du premier organe mobile 12 E, est raccordé, à son extrémité supérieure, à l'extrémité d'une tige 291 d'un vérin 29 commandé par un fluide sous pression et disposé sur le capuchon 14 E placé sur le second organe 13 E afin qu'il soit normalement

repousé dans le sens de la flèche Z 2 Dans le cas indi-

qué, lorsqu'un gaz tel que l'air comprimé ou analogue, est transmis, un réglage fin de la pression est possible dans une certaine mesure et, lorsqu'un choc est appliqué au vérin 29, il peut être avantageusement absorbé par

le gaz comprimé.

Comme l'indique la description qui précède,

lorsque le détecteur 25 est disposé comme reprrsnté sur les figures 4, 12 et 15, il n'est pas possible qu'il soit détérioré par contact avec d'autres organes Comme

l'indiquent les figures 4 et 12, lorsque la partie mo-

bile du premier organe mobile et le manchon se logent

dans la partie cylindrique du second organe mobile, l'ar-

rangement ne permet pas l'entrée de poussières ou de saletés ou analogue, si bien que le premier organe mobile

et le manchon peuvent toujours se déplacer régulièrement.

En outre, lorsque les parties dilatées des premiers or-

ganes mobiles sont réalisées comme indiqué sur les figures 4, 11, 12 et 13, les déplacements de pivotement et de coulissement de l'élément de travail, par exemple d'un chalumeau de soudage ou analogue, et des premiers organes mobiles peuvent être réguliers De plus, comme l'indiquent les figures 4, 11, 14 et 15, lorsque la partie dilatée

est formée sur le premier organe mobile, la partie infé-

rieuredu second organe mobile ayant une surface plane, -

la fabrication et le montage peuvent être facilités.

D'autre part, lorsque la saillie annulaire 125 de grand diamètre est formée sur le premier organe mobile comme indiqué sur la figure 13, un basculement même faible peut être détecté puisque le déplacement du manchon qui

doit être déplacé pendant le basculement du premier or-

gane mobile, est accru Dans le cas o le détecteur est disposé afin qu'il soit commandé depuis l'extérieur comme indiqué sur les figures 11 et 13, l'état de détection peut être réglé d'une petite quantité En outre, bien

qu'un ressort peu coûteux puisse être utilisé comme dis-

positif de rappel, comme indiqué précédemment, le dispo-

sitif hydraulique ou pneumatique représenté sur la figure 15 ou un électro-aimant ou analogue (non représenté) peut aussi être utilisé pour la réalisation du dispositif

de rappel Il faut noter que, lorsque l'élément de tra-

vail et le premier organe mobile ont des poids importants,

de tels poids peuvent constituer le dispositif de rappel.

Lorsque les axes de l'élément de travail tel que le chalu-

meau de soudage et de la partie dilatée du premier organe

mobile sont alignés l'un sur l'autre, l'arrangement con-

vient à des robots industriels de soudage, etc puisque le dépassement de chaque partie en direction radiale est relativement faible De plus, comme l'indique la figure 11, l'ensemble peut être réalisé de manière que l'axe de l'élément de travail, par exemple du chalumeau de soudage, ne corresponde pas à l'axe de la partie élargie du premier organe mobile et, dans ce cas, la hauteur mesurée depuis l'extrémité libre de l'élément de travail

jusqu'à l'organe mobile, peut être avantageusement ré-

duite.

Dans les modes de réalisation décrits précédem-

ment, un transformateur différentiel, un capteur optique, un capteur magnétique ou analogue, à contact ou sans contact, peut être utilisé comme détecteur En outre,

l'élément de travail peut être tout autre outil conve-

nable tel qu'un pistolet de pulvérisation de peinture, un outil de montage, un outil de serrage ou analogue

qui peut être choisi convenablement, à la place du cha-

lumeau de soudage Il faut aussi noter que l'invention s'applique aussi à des robots industriels par exemple fonctionnant en coordonnée cylindrique ou en coordonnée rectangulaire.

Comme l'indique la description qui précède,

dans l'arrangement selon l'invention, comme l'élément de travail est supporté afin qu'il ne présentepas d'écart de position pendant son fonctionnement, les opérations voulues peuvent être réalisées positivement, alors que, grâce à la disposition de l'élément de travail afin qu'il puisse pivoter et coulisser par rapport à l'organe mobile, cet élément de travail peut être déplacé librement dans la direction d'application d'une force externe lorsqu'une telle force est appliquée à l'élément de travail pour une cause imprévue, si bien que les diverses parties ne peuvent pas être détériorées En outre, dans le cas considéré, un état inhabituel peut être détecté par un détecteur unique alors que, grâce à l'arrangement de

l'organe mobile et de l'élément de travail qui sont re-

poussés en position très précise par un dispositif de

rappel et malgré le fait qu'ils peuvent pivoter et cou-

lisser l'un par rapport à l'autre, les opérations qu'on veut faire réaliser par le robot industriel peuvent être

exécutées positivement d'une manière efficace.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples

non limitatifssans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS

1 Robot industriel, caractérisé en ce qu'il com-

prend un ensemble mobile ( 11) ayant un premier organe ( 12) destiné à supporter un élément de travail ( 24) et un second organe mobile ( 13) destiné à supporter le pre- mier organe mobile, et un dispositif de réglage de la position de l'ensemble mobile à volonté, le second organe

mobile ( 13) ayant une partie cylindrique ( 132) qui com-

porte une partie inférieure ( 131), un trou débouchant ( 133) étant formé dans la partie inférieure afin qu'il traverse axialement cette partie inférieure, le premier organe mobile ( 12) étant dirigé, par son extrémité libre, dans la partie cylindrique ( 132) qui comporte la partie inférieure ( 131), au moins dans l'orifice débouchant ( 133) du second organe mobile, une partie dilatée ( 122) étant formée à l'extrémité libre du premier organe mobile

( 12) afin que ce dernier puisse se déplacer dans la direc-

tion axiale du second organe mobile et en direction incli-

née par rapport à la direction axiale, un dispositif ( 19) de rappel de la partie dilatée du premier organe mobile afin qu'elle soit au contact de la partie inférieure du second organe mobile, et un dispositif détecteur < 25) destiné à former un signal d'alarme lorsque le premier

organe mobile est écarté de plus d'une quantité prédéter-

minée du second organe mobile, malgré la force appliquée

par le dispositif de rappel.

2 Robot selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de réglage de la position de l'ensemble mobile ( 11) comporte une base fixe ( 2), un châssis rotatif ( 1) monté sur la base fixe afin qu'il tourne en direction horizontale, par rapport à la base fixe, et un bras supérieur ( 6) articulé sur le châssis rotatif ( 1) par une tringlerie ( 3, 4, 5) permettant ces mouvements de pivotement vers le haut et vers le bas autour de l'articulation sous la commande d'un dispositif d'entraînement, l'ensemble mobile ( 11) étant placé à

une première extrémité du bras supérieur 6.

3 Robot selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé en ce que la partie inférieure ( 131) du se-

cond organe mobile ( 13) a une surface plate, et la par-

tie dilatée < 122) du premier organe mobile ( 12) a une surface plate destinée à être au contact de la partie inférieure et une partie de tête qui est au contact d'une paroi interne de la partie cylindrique ( 131) du second

organe mobile.

4 Robot selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie de tête de la partie dilatée ( 122) du premier organe mobile a une configuration sphérique

et est au contact de la paroi interne de la partie cylin-

drique ( 132) du second organe mobile ( 13).

Robot selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé en ce que la partie inférieure ( 131) du se-

cond organe mobile ( 13) a une partie concave hémisphéri-

que de raccordement à la partie cylindrique, et la partie dilatée ( 122) du premier organe mobile ( 12) a une partie convexe hémisphérique correspondante qui est au contact

de la partie inférieure du secondorgane mobile.

6 Robot selon l'une quelconque des revendications

1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif de rappel est formé au moins par les masses de l'élément de travail

( 24) et du premier organe mobile ( 12).

7 Robot selon l'une quelconque des revendications

1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif de rappel

est constitué par un ressort ( 19).

8 Robot selon l'une quelconque des revendications

1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif de rappel

est constitué par un vérin ( 29) commandé par un fluide.

9 Robot selon la revendication 8, caractérisé en ce que le vérin ( 29) commandé par un fluide est un

vérin pneumatique.

Robot selon l'une quelconque des revendications

1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif de rappel

est constitué par un électro-aimant.

11 Robot industriel, caractérisé en ce qu'il com-

prend un ensemble mobile ( 11) comportant un premier or-

gane mobile ( 12) de support d'un élément de travail ( 24) et un second organe mobile ( 13) de support du premier organe mobile, et un dispositif de réglage de la position de l'ensemble mobile à volonté, le second organe mobile ( 13)

ayant une partie cylindrique ( 132) qui comporte une par-

tie inférieure ( 131), un trou débouchant ( 133) étant -

formé dans la partie inférieure suivant l'axe de celle-

ci, le premier organe mobile ( 12) étant dirigé, à son extrémité libre, dans la partie cylindrique ( 132) qui, à la partie inférieure, au moins dans l'orifice débouchant ( 133) du second organe mobile, une partie dilatée ( 122)

étant formée à l'extrémité libre du premier organe mo-

bile ( 12) afin que celui-ci puisse se déplacer suivant l'axe du second organe mobile et en direction inclinée par rapport à cette direction axiale, un manchon ( 18) placé au contact de l'extrémité libre du premier organe mobile ( 12) et mobile dans la direction axiale de la partie cylindrique ( 132) du second organe mobile, un dispositif ( 19) de rappel de la partie dilatée ( 122) du premier organe mobile afin qu'elle soit au contact de la partie inférieure ( 131) du second organe mobile,

et un dispositif détecteur ( 25) destiné à former un si-

gnal d'alarme lorsque le premier organe mobile ( 12) est déplacé de plus d'une quantité prédéterminée par rapport au second organe mobile ( 13) malgré la force exercée par le dispositif de rappel ( 19), par détection de la

position du manchon ( 18).

12 Robot selon la revendication 11, caractérisé en ce que le dispositif de réglage de la position de l'ensemble mobile ( 11) comporte une base fixe ( 2), un châssis rotatif ( 1) monté sur la base fixe afin qu'il tourne en direction horizontale par rapport à la base fixe, et un bras supérieur < 6) articulé sur le châssis rotatif par une tringlerie ( 3, 4, 5) de manière qu'il puisse pivoter vers le haut et vers le bas autour de

l'articulation sous la commande d'un dispositif d'en-

trainement, l'ensemble mobile ( 11) étant disposé à une

extrémité du bras supérieur ( 6).

13 Robot selon l'une des revendications 11 et

12, caractérisé en ce que ladite partie inférieure ( 131) du second organe mobile ( 131 a une surface plate, et la partie dilatée ( 122) du premier organe mobile ( 12) a une surface plate qui est au contact de la partie inférieure et une partie de tête qui est au contact d'une paroi interne de la partie cylindrique ( 131) du second organe

mobile ( 13).

14 Robot selon la revendication 13, caractérisé en ce que la partie de tête de la partie dilatée ( 122)

du premier organe mobile < 12) a une configuration sphé-

rique et est au contact de la paroi interne de la par-

tie cylindrique ( 132) du second organe mobile ( 13).

Robot selon l'une des revendications 11 et

12, caractérisé en ce que la partie inférieure ( 131)

du second organe mobile ( 13) a une partie concave hémisphé-

rique se raccordant à la partie cylindrique ( 132), et la partie dilatée ( 122) du premier organe mobile ( 12) a une partie convexe hémisphérique correspondante au

contact de la partie inférieure du second organe mobile.

16 Robot selon l'une quelconque des revendications

11 à 15, caractérisé en ce que le dispositif de rappel comporte au moins la masse de l'élément de travail ( 24)

et du premier organe mobile ( 12).

17 Robot selon l'une quelconque des revendications

11 à 15, caractérisé en ce que le dispositif de rappel -

est constitué par un ressort < 19).

18 Robot selon l'une quelconque des revendications

11 à 15, caractérisé en ce que le dispositif de rappel est constitué par un vérin ( 29 J commandé par un fluide

sous pression.

19 Robot selon la revendication 18, caractérisé.

en ce que le vérin ( 29) commandé par un fluide sous pres-

sion est un vérin pneumatique.

Robot selon l'une quelconque des revendications

11 à 15, caractérisé en ce que le dispositif de rappel

est un électro-aimant.

21 Robot selon l'une quelconque des revendica-

tions 11 à 20, caractérisé en ce que le manchon ( 18) est disposé de façon générale coaxialement à la partie

cylindrique ( 132) du second organe mobile ( 13).

22 Robot selon la revendication 21, caractérisé

en ce que le manchon ( 18) a une configuration cylindrique.