FR2543470A1 - Installation de transfert a mecanisme asservi de commande de la rotation des pinces de transfert - Google Patents

Abstract

INSTALLATION DE TRANSFERT A MECANISME ASSERVI DE COMMANDE DE LA ROTATION DES PINCES DE TRANSFERT. L'INSTALLATION EST DESTINEE A TRANSFERER DES PIECES 70, 70A SELON UN TRAJET COMPOSE DE DEPLACEMENTS VERTICAUX ET HORIZONTAUX. DES PINCES 68, 76 SAISISSENT LES PIECES ET LES DEPOSENT AU POSTE SUIVANT. UN BRAS DE TRANSFERT 66 PORTANT CES PINCES EST ENTRAINE HORIZONTALEMENT ET MANOEUVRE PAR DES BRAS DE MANIVELLE 58, 60 DE FACON A LEVER ET ABAISSER VERTICALEMENT CES PIECES AU DEBUT ET A LA FIN DU TRANSFERT. UN MECANISME 86 COOPERANT AVEC CES BRAS DE MANIVELLE EST ACTIONNE PAR LA ROTATION DE CES DERNIERS DE MANIERE A MODIFIER, AU COURS DU TRANSFERT, L'ORIENTATION DE LA PINCE 76 ET DE LA PIECE 70A QU'ELLE PORTE, POUR QU'UNE PIECE PUISSE ETRE PRELEVEE VERTICALEMENT DANS UNE ORIENTATION DONNEE ET DEPOSEE VERTICALEMENT DANS UNE AUTRE ORIENTATION. APPLICATION AUX LIGNES D'USINAGE AUTOMATIQUE PAR TRANSFERT.

Description

La présente invention se rapporte aux installations de transfert de pièces

à mécanisme de levée, transfert et dépose, comportant des mains mécaniques ou pinces qui peuvent

pivoter à des orientations différentes.

Dans le domaine des installations de transfert de pièces, la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n O 452 327 déposée le 22 décembre 1982 au nom de Monsieur John Henry Brems décrit une technique selon laquelle un bras de transfert est déplacé parallèlement à lui-même sur une

trajectoire composée d'une phase de levée prédéterminée, ver-

ticalement ou non, suivie d'un trajet courbe sensiblement

horizontal, suivi lui-même d'une phase de descente prédéter-

minée, verticalement ou non Une ou plusieurs mains mécaniques ou pinces montées sur ce bras sont utilisées pour saisir les pièces et les faire passer d'une série de positions à une autre, un exemple étant donné par le transfert progressif de pièces le long d'une chaîne de transfert Le déplacement du bras de transfert, selon une trajectoire ayant la forme

générale d'un U renversé, est créé en partie par le déplace-

ment, le long d'une poutre profilée, d'un chariot sur lequel sont montés deux bras de manivelle tournants qui soutiennent ce bras de transfert et l'entraînent par l'intermédiaire de manetons tout en tournant par rapport à ce chariot et audit

bras de transfert Dans ce dispositif, les pinces sont soli-

daires du bras de transfert et, par conséquent, une pièce donnée est abaissée et déposée à la fin du transfert dans

la même orientation dans l'espace que cette pièce avait lors-

qu'elle a été saisie et levée au début de ce transfert.

Dans certains cas, il est opportun ou nécessaire

de changer l'orientation d'une pièce donnée pendant le trans-

fert du point de prélèvement au point de dépôt La présente

invention concerne une installation dans laquelle l'orienta-

tion d'une pince et de la pièce qu'elle porte est modifiée

pendant le mouvement de transfert, ce qui est obtenu par uti-

lisation du déplacement du maneton par rapport au bras de transfert. Dans la plupart des applications, il est opportun ou nécessaire de ne pas changer l'orientation d'une pièce pendant les phases verticales de levée et d'abaissement de la course de transfert, car cela pourrait créer un risque de collision avec les palettes, montages ou autres dispositifs de maintien desquels une pièce est retirée ou auxquels elle

est délivrée Un autre objet de l'invention consiste à réali-

ser une installation dans laquelle la réorientation dans l'espace d'une pièce donnée n'est effectuée qu'au cours de

la partie sensiblement horizontale de la trajectoire de trans-

fert, l'orientation de cette pièce restant sensiblement la même pendant les phases de levée et d'abaissement de cette trajectoire. L'invention sera décrite plus en détail, à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels:

la figure 1 est une élévation de face d'une instal-

lation de transfert à portique équipée d'une forme de réalisa-

tion de l'invention; la figure 2 est un schéma représentant, en six positions le fonctionnement des éléments fondamentaux de l'installation au cours de la moitié d'un déplacement de transfert; la figure 3 est une coupe de détail à plus grande échelle par la ligne 3-3 de la figure 1 i la figure 4 est une coupe par la ligne 4-4 de la figure 3; la figure 5 est une coupe par la ligne 5-5 de la figure 3; la figure 6 est une vue développée de la came utilisée dans le mécanisme des figures 3, 4 et 5; la figure 7 est une coupe analogue à celle de la figure 4, d'une autre forme de réalisation de l'invention la figure 8 est une coupe par la ligne 8-8 de la figure 7; la figure 9 est une vue de face semi- schématique d'un mécanisme qui est l'une des formes de réalisation du mécanisme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n O 3 789 676 la figure 10 est un plan du mécanisme de la figure la figure 11 est un schéma du mécanisme de la figure 9, aux points de départ et d'arrêt d'un cycle d'indexation les figures 12, 13 et 14 sont des schémas du mécanisme de la figure 9, lorsque l'arbre menant a tourné de 90 , 1800 et 270 , respectivement la figure 15 est un graphique des caractéristiques

à la sortie du mécanisme de la figure 9, du mécanisme à mane-

ton représenté sur les figures 18 et 19 et de la combinaison de ces deux mécanismes représentée sur les figures 20 et 21 la figure 16 est-une coupe analogue à celle de la figure 4, représentant le mécanisme de la figure 9 utilisé dans une autre forme de réalisation de l'invention pour faire pivoter la pince pendant le transfert; la figure 17 est une coupe par la ligne 17-17 de la figure 16; la figure 18 est une coupe, analogue à celle de la figure 4, d'une autre forme de réalisation de l'invention comportant un mécanisme d'entraînement à manivelle, utilisé

pour faire pivoter la pince pendant le transfert, -

la figure 19 est une coupe par la ligne 19-19 de la figure 18 la figure 20 est une coupe, analogue à celle de la figure 4, d'une autre forme de réalisation de l'invention,

dans laquelle le mécanisme de la figure 9 entraîne le mécanis-

me à manivelle de la figure 18 pour faire pivoter la pince pendant le transfert la figure 21 est une coupe par la ligne 21-21 de la figure 20 la figure 22 est une coupe analogue à celle de la figure 4 d'une autre forme de réalisation de l'invention, comportant un mécanisme d'entraînement direct entre le bras de manivelle menant et la pince; et la figure 23 est une coupe par la ligne 23-23 de

de la figure 22.

Il a été décrit, dans la demande précitée de brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 452 327, une installation à

portique capable de lever une ou plusieurs pièces verticale-

ment ou selon un autre trajet prédéterminé, puis de les dépla- cer dans un sens généralement horizontal et finalement de

les abaisser verticalement ou suivant un autre trajet prédé-

terminé On va réexaminer brièvement ce mécanisme en relation avec les figures 1 et 2, dans la mesure o il se rapporte à

la présente invention.

Comme le représente la figure 1, deux piliers 20 portent une poutre profilée 22, sur laquelle peut être déplacé

un chariot 24; ce chariot 24 est soutenu par un rail supé-

rieur 26 et un rail inférieur 28, sur-lesquels il peut rouler ou coulisser parallèlement à l'axe horizontal de cette poutre 22 Le chariot 24 est entraîné sur cet axe par une vis-mère qui est soutenue à une extrémité par un palier 32 à chapeau

monté sur une plaque d'extrémité 34 fixée à la poutre 22.

A son autre extrémité, la vis-mère 30 est soutenue par un boîtier 36 monté à l'autre extrémité de la poutre 22 et elle

est entraînée par un train d'engrenages monté dans ce boîtier.

Ce train d'engrenages, non représenté, du boîtier 36 c omporte

un arbre d'entrée 38, qu'un moteur 42 entraîne par l'inter-

médiaire d'une transmission 40 à poulies et courroies.

Un arbre cannelé 44 portant des billes, est aussi

monté sur le boîtier 36, dont le train d'engrenages l'en-

traîne; il passe dans le chariot 24 et est soutenu à son autre -extrémité par un palier 46 à chapeau monté sur la plaque d'extrémité 34 A l'intérieur de ce chariot 24, un écrou à mortaise équipée de billes et un train d'engrenages (non représentés) relient l'arbre 44 à un pignon mené 48; ce pignon 48 engrène avec des roues dentées 50 et 52 montées sur des arbres 54 et 56, respectivement, qui tourillonnent dans ledit chariot 24 Un bras de manivelle 58 est monté sur la roue dentée 50 et tourne avec elle et un bras de manivelle est monté sur la roue dentée 52 et tourne avec elle Ces deux bras de manivelle 58 et 60 portent à leur extrémité des 254 ?e 470

manetons 62 et 64, qui les relient à un bras de transfert 66.

Comme mentionné plus haut, la vis-mère 30 entraîne lç chariot 24 le long de la poutre profilée; elle le fait grâce à un écrou à mortaise équipée de billes, non représenté, avec lequel cette vis 30 est en prise Cet écrou est monté sur un élément compensateur qui est mobile sur le chariot 24 et est commandé par une came qui modifie le mouvement de déplacement de ce chariot de façon à impartir au bras de transfert un déplacement parfaitement vertical à chaque

extrémité de sa course.

L'arbre cannelé 44 et la vis-mère 30 sont entraînés en synchronisme par le train d'engrenages du boîtier 36 Cela provoque un déplacement du chariot 24 selon l'axe de la poutre 22, tandis qu'en m 8 me temps le pignon mienant 48 fait tourner les deux roues dentées 50 et 52 et les bras de manivelle 58 et 60 qui y sont montés, sur les axes des arbres 54 et 56 de ce chariot 24 Le synchronisme de la rotation de ces bras de manivelle 58 et 60 et des manetons 62 et 64 fait que le bras de transfert 66 subit une translation en suivant une trajectoire-circulaire par rapport au chariot 24 pendant que

celui-ci se déplace le long de l'axe de la poutre Une des-

cription plus détaillée de ces mouvements relatifs est faite dans la demande précitée de brevet des Etats-Unis d'Amérique

n O 452 327.

Le schéma de la figure 2 représente graphiquement la trajectoire du bras de transfert Ce schéma représente les positions de ce bras 66, des bras de manivelle 58 et 60 et des axes des arbres 54 et 56 dans six positions différentes du mécanisme La première position est la position initiale de ces éléments, correspondant à celle qui est représentée sur la figure 1; dans cette position, les références desdits éléments ne comportent pas de suffixe Lorsque les bras de

manivelle ont tourné d'un angle de 360, les positions attein-

tes sont représentées par les éléments affectés du suffixe A De même, lorsque les bras de manivelle ont tourné d'un angle de 72 à partir de leur position initiale, les positions

atteintes sont représentées par les éléments dont les réfé-

rences comportent le suffixe B Ensuite, le suffice C indique

une rotation de 108 des bras de manivelle D indique une rota-

tion de 1440 et E une rotation de 1800, qui représente le milieu de la course L'autre moitié du cycle est symétrique de cette première moitié. Le schéma de la figure 2 permet de visualiser le déplacement du bras de transfert par rapport au chariot et sa trajectoire dans l'espace Ce dont il faut tenir compte en ce qui concerne la présente invention, et qui est aussi

visible sur la figure 2, c'est que, lorsque les bras de mani-

velles 58 et 60 tournent dextrorsum par rapport au chariot, ils tournent aussi dextrorsum sur les manetons 62 et 64 par rapport au bras de transfert 66 C'est cette rotation du bras de manivelle 58 par rapport au bras de transfert 66 qui fait

fonctionner les systèmes qui vont être décrits.

La description ci-dessus du mécanisme est un

résumé succinct de l'une des formes de réalisation décrites dans la demande de brevet no 452 327 précitée D'autres formes de réalisation qui y sont aussi décrites sont des variantes du mécanisme d'entraînement, mais elles ont toutes la propriété de comporter un bras de manivelle tournant par rapport au bras

de transfert.

Ainsi que le représente la figure 1, une pince 68 est solidaire d'une extrémité du bras de transfert 66, de même que les pinces représentées et décrites dans la demande

de brevet précitée Au cours d'une course complète de trans-

fert, cette pince 68 transfère une pièce 70, d'un poste fixe 72 de maintien de cette pièce à un autre poste de maintien

74 sans modifier l'orientation dans l'espace de ladite pièce.

Ces postes de maintien 72 et 74 peuvent être des montages, des palettes, des postes d'une chaîne d'usinage ou des postes analogues. Le bras de transfert 66 porte aussi une seconde pince 76 Mais cette seconde pince 76 est montée sur ce bras 66 par l'intermédiaire d'un arbre vertical 78 qui tourillonne dans le bras 66, de sorte qu'elle peut tourner sur un axe

vertical par rapport audit bras 66.

La seconde pince 76 agit sur une pièce 70 A en la transférant du poste fixe de maintien 79 au poste 72 Pendant ce transfert, cette pièce 70 A tourne sur un axe vertical d'un angle de 90 , ce qui modifie son orientation quand elle est déposée au poste 72 par rapport à l'orientation que la pièce A occupait lorsqu'elle a été prélevée au poste 79 On va

décrire maintenant le mécanisme destiné à changer cette orien-

tation. Comme le représentent aussi les figures 3, 4 et 5, un secteur denté 80 est monté sur l'arbre 78; il engrène avec un secteur denté menant 82, monté sur l'arbre de sortie 84 d'un mécanisme 86 à came d'indexation, logé dans un-boîtier 88 qui est monté sur le bras de transfert 66 ' Cet arbre 84 tourillonne dans ce boîtier 88 au moyen de roulements 90 et 92 et il porte, à l'intérieur dudit botier, un bras asservi

94, dont l'extrémité porte un galet de came 96 Ce galet,96-

s'ajuste étroitement à une gorge 98 formée dans une came cylindrique 100, et qui loge le galet 96 Cette came 100 est montée sur le maneton 62 et tourne avec celui-ci, dont l'extrémité extérieure est soutenue par un roulement 102, monté dans le couvercle 104 du bottier 88 Comme on l'a mentionné précédemment, le maneton 62 est monté sur le bras manivelle 58; il tourillonne par des roulements 106 et 108

sur le bras de transfert 66 (figure 3).

On voit plus aisément le contour de la gorge 98 de la came en se reportant à la figure 6, qui représente le développement de cette came, dont la surface cylindrique est "déroulée" par un découpage réalisé le long d'une ligne L,

comme indiqué sur la figure 4.

On peut voir que, pendant un cycle aller de trans-

fert, représenté sur la figure 2, tandis que le bras de mani-

velle 58 tourne dextrorsum par rapport au bras de transfert 66 et au bottier 88, la came 100, qui tourne-avec le maneton 62, tourne dextrorsum dans ce boîtier 88 Au cours d'un cycle aller complet de transfert, la came 100 tourne dextrorsum de 3600 dans ledit boîtier 88 et pendant un cycle complet

de retour, elle tourne sinistrorsum de 3600.

Par rapport au profil de la gorge de came, repré-

senté sur la figure 6, une rotation dextrorsum de cette came est équivalente à un déplacement de gauche à droite de ce profil par rapport au galet 96 Compte tenu de ce fait, on peut voir que pendant les premiers 800 environ de rotation de la came (correspondant à peu près à la position B de la figure 2), le galet 96 reste immobile et qu'il n'y a pas déplacement du bras mené 94 commandé par cette came, ni de

l'arbre mené 84 Lorsque la came continue à tourner dextror-

sum de plus de 80 et jusqu'à environ 2800, sa gorge agit sur le galet en lui faisant tourner dextrorsum (sur la figure ) ce bras 94 et l'arbre 84 d'environ 90 Pendant les

derniers 80 de la rotation de la came, dans le sens du trans-

fert aller, le galet 96 est de nouveau immobilisé, mais l'arbre 84 a tourné de 90 Pendant la course de retour du

bras de transfert, ces mouvements sont inverses.

Les secteurs dentés 80 et 82 transmettent le mou-

vement de rotation décrit de l'arbre 84 à l'arbre 78 et à

la pince 76 Dans le cas représenté, le rapport de ces sec-

teurs dentés est de 1/1, et l'arbre 78 et la pince 76 tournent sinistrorsum de 90 quand ils sont entraînés par la rotation

dextrorsum de 90 de l'arbre 84.

La pince classique 76 représentée à titre d'exemple

est composée d'un cadre 110 (figure 4) sur lequel sont arti-

culés deux doigts 112 et 114 Ces doigts sont actionnés par un vérin pneumatique ou hydraulique 116 commun qui, lorsqu'il est déployé, fait saisir la pièce 70 a par les deux doigts et qui, lorsqu'il est contracté, leur fait libérer cette pièce La pince 68 est sensiblement identique à la pince 76, sauf qu'elle est solidaire du bras de transfert 66 au lieu d'y être montée de façon à pouvoir tourner et qu'elle est

orientée à 9 Q O de cette pince 76 sur la figure 1.

Il est donc possible de décrire, comme suit, un cycle composite aller de transfert Quand les deux pinces 68 et 76 sont venues en prise avec leurs pièces respectives, on met le moteur en marche, ce qui entraîne le chariot vers la droite et fait tourner les bras de manivelle dextrorsum sur la figure 2 par rapport à ce chariot Le mouvement de

rotation du bras de manivelle 58 par rapport au bras de trans-

-fert fait tourner la came dextrorsum dans son bottier Pendant

les premiers 800 environ de la rotation de ce bras de mani-

velle, les pièces sont levées verticalement, sans tourner, en raison de l'immobilisation du galet de came Ce fait est important, car dans nombre d'applications, une rotation de la pièce pendant la phase de levée du transfert risque de faire venir cette pièce au contact du montage ou de la palette

du poste de maintien de cette pièce.

Lorsque le bras de manivelle a tourné de 80 ' envi-

ron et continue à tourner jusqu'à 280 ', le bras de transfert est déplacé vers la droite, quand on regarde sur la figure 2 Il se superpose à ce déplacement la rotation décrite de la pièce 76 et de la pièce 70 A sur l'axe vertical de l'arbre 78; la pince 68 et la pièce 70 ne tournent pas Lorsque le

bras de la manivelle a tourné d'environ 280 ', la course hori-

zontale est terminée, et la pince 76 et sa pièce 70 A ont aussi

fini de tourner Par conséquent, pendant la phase d'abaisse-

ment du cycle de transfert, laquelle a lieu pendant que le bras de manivelle tourne de 280 ' environ jusqu'à 360 ', la pince 76 et la pièce 70 A sont déposées au poste 72 sans que cette pièce ne tourne sur l'axe vertical, en raison encore de l'immobilité du galet de came Cela est, encore, important dans nombre d'applications à cause du risque de contact entre

la pièce 70 A et le montage ou la palette de ce poste 72.

A la fin de cette course aller de transfert, les deux pinces 68 et 76 sont ouvertes par la rétraction de leurs vérins 116 Le sens de marche du moteur est inversé

et ces pinces ouvertes reviennent à leur position initiale.

Pendant cette course de retour, la pince 76 tourne dans le sens inverse, de manière à être correctement orientée pour prélever au poste 79 la pièce suivante, qui y a été délivrée entre-temps par un autre dispositif Le mouvement de rotation en sens inverse de cette pince 76 ouverte a, encore, lieu

pendant la phase horizontale du mouvement de retour, l'orien-

tation de ladite pince restant fixe pendant les phases de

levée et d'abaissement verticaux.

Dans la forme de réalisation qui vient d'être décrite, la rotation de la pièce, que l'on appellera "rotation asservie", a lieu sur un axe vertical Dans d'autres cas, on peut souhaiter modifier l'orientation dans l'espace d'une pièce pendant son transfert en la faisant tourner sur un autre

axe Un-autre exemple donné à titre illustratif est repré-

senté sur les figures 7 et 8.

Sur ces figures 7 et 8, le boîtier 88 est monté sur le bras de transfert 66 dans une orientation différant de 900 de celle qui est représentée sur la figure 4, de façon que l'arbre mené 84 tourne sur un axe horizontal Bien entendu, les autres éléments du boîtier 88 sont identiques à ceux qui ont été décrits plus haut, et la came 100 a été réorientée sur le manchon 62 de façon que ses tronçons de temps mort

soient disposés correctement par rapport aux angles de rota-

tion du bras de manivelle Une roue à chaîne 120 est fixée à l'extrémité extérieure de l'arbre mené 84 pour faire tourner

la pince Cette pince 76 est montée sur un arbre 122, touril-

lonnant dans un support 124 monté sous le bras de transfert 66; cet arbre 122 est entraîné à son autre extrémité par

une roue à chaîne 126, qu'une chaîne 12 & relie à la roue 120.

On voit donc que, dans cette forme de réalisation, la pince 76 tourne sur un axe horizontal, de la même manière et en exécutant les mêmes mouvements qu'elle le faisait sur un axe

vertical dans la forme de réalisation précédente.

Le rapport entre les roues à chaîne 120 et 126 est de 1/1 dans le cas représenté; l'angle de rotation de la pince sera donc encore égal à 90 Il est clair qu'il est possible de modifier ce rapport de façon à obtenir un angle de rotation différent, tel que 450 ou 1800; il est aussi aisé de le faire dans la première forme de réalisation en modifiant le rapport entre les secteurs dentés 80 et 82 Par ailleurs, il est possible d'orienter de manière quelconque l'axe de rotation destiné à réorienter la pince pendant le transfert en conformant de manière appropriée le support 124 et en modifiant la position du boîtier 88 par rapport au bras

de transfert 66.

Le mécanisme représenté dans ces deux premières forces de réalisation comporte une came cylindrique pour faire tourner un arbre de sortie de 90 Il est possible aussi d'obtenir des angles différents de rotation de l'arbre

de sortie si cela est mieux approprié De même, il est possi-

ble dans certains cas d'utiliser de manière satisfaisante

une came plane ou un autre système de came.

Bien qu'un mécanisme de liaison, à came -et bras

asservi, entre le maneton et la pince tournante soit avanta-

geux parce qu'il est alors aisé d'obtenir un temps mort ou une immobilisation à chaque extrémité de la course, il est possible aussi d'utiliser d'autres mécanismes créant des temps morts.

Un exemple d'une variante de ce genre est repré-

senté sur les figures 9 à 14; c'est une forme de réalisation du mécanisme du brevet des Etats-Unis d'Amérique no 3 789

676 précité, qui va être rappelée brièvement.

Comme le représentent les figures 9 et 10, un

pignon d'entrée-152 est monté sur un arbre 154, qui touril-

lonne dans un bottier ou cadre 155 sur un axe A 1 et qui est entraîné par un dispositif moteur extérieur approprié; un bottier 155 typique a été représenté en traits mixtes à titre de référence Une bielle tangentielle 156 tourillonne aussi sur l'arbre 154 et y oscille ainsi qu'on va le décrire Un pignon menant 158 est monté sur un arbre 160, tourillonnant sur l'extrémité extérieure de la bielle 156 et tournant sur un axe A 2 et un pignon intermédiaire 162, qui tourillonne aussi sur cette bielle 156, est monté de manière à engrener avec les pignons 152 et 158 Un pignon excentré 164 est monté sur l'arbre 160 par l'intermédiaire d'une plaquette à joues avec une excentricité sensiblement égale à son rayon primitif Ce pignon excentré 164, qui tourne sur son axe mobile A 3 engrène avec un-pignon de sortie 166, monté sur un arbre 168 qui tourillonne aussi dans le bottier 155 sur un axe A 4 Une extrémité d'une bielle radiale 170 tourillonne aussi sur cet arbre 168; son autre extrémité tourillonne sur un arbre court 172, d'axe A 3, monté concentriquement sur le pignon excentré 164 Cette bielle radiale 170 a pour but de maintenir le pignon 164 en prise avec le pignon de sortie

166 pendant que le pignon 164 parcourt sa trajectoire de rota-

tion et de translation.

Lorsque le mécanisme occupe les positions repré-

sentées sur la figure 9, il est en position naturelle de temps mort, c'est-à-dire qu'une faible rotation du pignon d'entrée 152 fait tourner d'un angle correspondant le pignon menant 158 et le pignon excentré 164, mais la rotation de ce dernier est accompagnée d'un déplacement correspondant de l'arbre 172 autour de l'arbre de sortie 168, de sorte que ce pignon 164 roule littéralement sur le pignon 166, qui reste, lui, presque

immobile ou en repos de temps mort.

Les figures 11 à 14 représentent schématiquement et qualitativement, à des intervalles de 90 , le mouvement du pignon de sortie 166 au cours d'une rotation complète sur 360 'du pignon menant 158 et du pignon excentré 164 Un trait radial arbitraire Z de repère a été porté sur ce pignon 166

de façon à montrer les variations de sa position à ces inter-

valles La figure Il représente la position de tous les pignons au milieu du temps mort, ce qui est la position représentée

sur la figure 9.

Lorsque les pignons 164 et 158 ont tourné dextror-

sum de 900, le mécanisme atteint les positions représentées sur la figure 12 A ce moment, l'accélération du pignon 166 -dans le sens sinistrorsum a sensiblement atteint son maximum, et la vitesse de ce pignon 166 dans le sens sinistrorsum est

approximativement égale à sa vitesse moyenne.

Pendant que les pignons 158 et 164 continuent à tourner dextrorsum à partir des positions représentées sur la figure 12, le pignon de sortie 166 continue à accélérer sinistrorsum mais dans une proportion décroissante Lorsque les pignons 164 et 158 ont encore tourné de 90 , le mécanisme atteint les positions représentées sur la figure 13 A ce moment, l'accélération du pignon 166 est devenue sensiblement nulle, et la vitesse de ce pignon, sinistrorsum, a atteint à peu près un maximum qui est approximativement le double de

sa vitesse moyenne.

Tandis que les pignons 158 et 164 continuent à tourner dextrorsum à partir de leurs positions de la figure 13, le pignon de sortie 166 continue à tourner sinistrorsum, mais sa vitesse diminue Quand les pignons 158 et 164 ont encore tourné de 90 ', soit un total de 2700 depuis le début du cycle, le mécanisme prend les positions représentées sur la figure 14 A ce moment, la décélération du pignon de sortie 166 est maximale ou presque, tandis que sa vitesse, toujours dans le sens sinistrorsum, est revenue à peu près à la valeur moyenne. Pendant que les pignons 158 et 164 continuent à tourner dextrorsum à partir des positions représentées sur

la figure 14, le pignon de sortie 166 continue à tourner sinis-

trorsum, mais ralentit encore, bien que maintenant dans une proportion décroissante Quand les pignons 158 et 164 ont encore tourné de 90 , soit au total de 360 depuis le début du cycle, ils reviennent aux positions de la figure 11, le pignon de sortie 166 ayant tourné de 1800 et étant de nouveau immobile. On peut donc voir que, lorsque le pignon d'entrée 152 est entraîné par un dispositif moteur externe, tel que le maneton 62, à une vitesse angulaire sensiblement constante, les pignons

158 et 164 sont entraînés par le pignon intermédiaire 162.

La vitesse angulaire de ces pignons 158 et 164 est déterminée par la superposition de l'effet d'oscillation de la bielle 156 sur l'arbre 154 à la vitesse créée par le pignon d'entrée 152, de sorte que lesdits pignons 158 et 164 ne tournent pas à une vitesse angulaire constante Et l'oscillation du pignon 164 sur la trajectoire en arc de cercle déterminée par la bielle radiale 170 et due à son montage excentré sur l'arbre

est aussi superposée à la vitesse du pignon de sortie 166.

Avec les proportions représentées sur les figures 9 à 14, ce pignon de sortie 166 en vient à s'immobiliser complètement

une fois tous les 1800, puisque sur ces figures le diamètre.

Drimitif du pignon 164 est la moitié de celui dudit pignon 166. Avec le mécanisme représenté sur la figure 9, le déplacement du pignon 166 a en gros les caractéristiques d'un mouvement cycloidal, avec une légère inversion de sens dans la zone d'immobilisation La courbe A de la figure 15 repré- sente graphiquement les caractéristiques détaillées de cemécanisme On a porté en abscisses la position angulaire (en degrés) de O à 350 du bras de manivelle, en supposant que l'arbre d'entrée 154 est relié directement au maneton 62 du système de transfert On a porté en ordonnées le pourcentage de la course totale, de sorte que les données sont également applicables à toute une gamme de rapports entre pignons ou roues à chaîne disposés entre l'arbre de sortie 168 et la

pince tournante.

Les données utilisées pour tracer la courbe A de

la figure 15 ont été calculées au moyen de méthodes numéri-

ques, ainsi qu'on l'a expliqué plus en détail dans le brevet

US-A-3 789 676 précité.

Bien que les caractéristiques de temps mort du mécanisme de la figure 9 soient légèrement inférieures à celles du mécanisme à came décrit à propos des deux premières formes de réalisation de l'invention, ce mécanisme convient

encore très bien à titre de variante pour de nombreuses appli-

cations Dans ce cas, il remplace directement le mécanisme

É came dans le boîtier 88.

Les figures 16 et 17 représentent à titre d'exemple une application à une pince à axe de rotation vertical Le mécanisme de la figure 9 est logé dans un boîtier 155 qui est monté sur le bras de transfert 66 Le pignon d'entrée 3 o 152 du mécanisme, monté sur l'arbre 154, est solidaire du maneton 62 ou fait corps avec ce maneton par l'intermédiaire duquel le bras de transfert est articulé sur le bras de manivelle 58 L'arbre de sortie 168 du mécanisme de la figure

9 sort du boîtier 155 et porte un pignon conique menant 180.

Ce pignon 180 engrène avec un pignon conique mené 182, calé sur un arbre vertical 184, qui tourne dans un palier 186 à chapeau monté à l'extérieur du boîtier 155 Un pignon 188 est fixé à l'extrémité inférieure de cet arbre 184; il engrène avec un secteur denté 190, qui est monté sur l'arbre 78, tourillonnant dans le bras de transfert 66 La pince 76 est montée à l'extrémité inférieure de ce dernier arbre 78, ainsi qu'on l'a décrit plus haut.

Le rapport des pignons coniques 180 et 182 repré-

sentés est de 1/1 et peut être modifié pour d'autres applica-

tions Le rapport entre le pignon 188 et le secteur denté représentés est de 8/1 et peut être modifié pour d'autres applications Donc, pendant une course aller de transfert, le bras de manivelle 58 tourne dextrorsum de 3600 par rapport au bras de transfert 66 et au boîtier 155, en entraînant dans le même sens l'arbre d'entrée 154 du mécanisme de la figure 9 Comme on l'a décrit plus haut, ce mouvement fait tourner de 1800 sinistrorsum, de la manière représentée sur la courbe A de la figure 15,1 'arbre de sortie 168 et le pignon conique

qui y est calé Ce mouvement est transmis proportionnelle-

ment, par l'intermédiaire du pignon conique 182, de l'arbre 184 et du pignon 188, au secteur denté 190, qui tourne, avec la pince 76, de 45 Q sinistrorsum quand on regarde la figure 17; le mouvement de rotation de cette pince 76 est encore

représenté par la courbe A de la figure 15.

Les figures 18 et 19 représentent une autre façon encore de faire tourner la pince proportionnellement à la rotation du bras de manivelle 58; c'est un mécanisme d'entraînement à manivelle qui est utilisé dans ce cas Ainsi,

que le montrent ces figures, le maneton 62 traverse complète-

ment le bras de transfert 66 et un pignon 200 y est monté.

Un plateau-manivelle 202 denté est monté sur un arbre fou 204, que des roulements 206 et 208 tourillonnent dans ce bras de transfert Le pignon 200 et le plateau 202 sont en prise et leur rapport est de 2/1 Un maneton 210 à tête à rotule est monté excentriquement sur ce plateau-manivelle 202 et une extrémité d'une bielle 212 y est articulée A son autre extrémité, cette bielle 212 est articulée sur un doigt menant 214 à rotule, monté sur un levier de manoeuvré 216 Ce levier

216 est calé sur un arbre 218 qu'il entraîne et qui touril-

lonne dans un suppport 220 monté sur le bras de transfert 66 La pince 76 est montée à l'extrémité extérieure de cet

arbre 218 et tourne avec lui et avec le levier 216.

Au cours d'un transfert aller de l'installation, le bras de manivelle 58, le maneton 62 et le pignon 200 tour-

nent dextrorsum de 360 par rapport au bras de transfert 66.

Ce pignon 200 fait tourner le plateau-manivelle 202 sinistror-

sum de 180 'sur la figure 18 La bielle 212 transmet, par le

doigt 214, ce mouvement au levier 216; ce qui amène celui-

ci à la position 216 A de la figure 19 On remarquera qu'une extrémité de la bielle 212 tourne avec le maneton 210 dans le plan de rotation vertical du plateau 202 et que son autre extrémité tourne avec le doigt 214 dans le plan incliné du levier 216, ce qui rend nécessaires les rotules de liaison

de ce maneton 210 et de ce doigt 214 On peut voir par ail-

leurs que, à chaque extrémité de la course, l'axe de la bielle 212 ou son prolongement coupe l'axe de l'arbre 204 en créant une course d'un point mort bas à un point mort haut, selon la terminologie usuelle Dans ces conditions, le déplacement angulaire du levier 216 et de la pince 76 qui tourne avec lui, par rapport au mouvement de rotation du bras de manivelle 58, est représenté par la courbe B de la figure 15 Avec les proportions représentées sur les figures 18 et 19, l'angle de rotation total du levier 216 est égal à approximativement 68 ; il est évident qu'il est possible de modifier cette valeur en modifiant l'excentricité du maneton 210 sur le

plateau 202 et/ou en modifiant la longueur du levier 216.

Bien que les caractéristiques de temps mort de la forme de réalisation des figures 18 ei 19 soient relativement médiocres, il existe des cas o il suffit d'un temps mort faible ou nul au cours de la rotation et o cette forme de réalisation peut

être utilisée avec profit.

Les figures 20 et 21 représentent une autre façon

d'accoupler le mécanisme de la figure 9 au mécanisme de rota-

tion de la pince Cette pince 76 est montée sur un arbre 230 qui tourillonne de manière appropriée dans un support 232 fixé au bras de transfert 66 On remarquera que, dans cet exemple, l'axe de rotation de la pince est incliné d'un angle

d'environ 450, Un levier 234 est fixé à l'arbre 230.

Le mécanisme de la figure 9 est logé dans le

bottier 155, qui est monté sur le bras de transfert 66.

L'arbre d'entrée 154 de ce mécanisme est solidaire du maneton 62 ou fait corps avec lui Le boîtier 155 et ledit mécanisme sont orientés de façon à amener l'axe de l'arbre de sortie 168 assez près du plan de rotation du levier 234 Cet arbre 168 sort du boîtier 155 et porte une manivelle d'entraînement

236 Un maneton 238 à rotule est monté à l'extrémité exté-

rieure de cette manivelle 236 et une bielle 240 est articulée sur lui L'autre extrémité de cette bielle est articulée sur

le levier 234 par un doigt à rotule 242.

Sur les figures 20 et 21, la manivelle 236, la

bielle 240 et le levier 234 sont représentés dans les posi-

tions qui correspondent à celle qu'a le chariot 24 sur la figure 1, c'està-dire la position initiale avant une course de transfert aller Lorsque ce chariot 24 avance et exécute sa course, le bras de manivelle 58 tourne dextrorsum de 360

par rapport au bras de transfert 66, comme déjà décrit précé-

demment Ce mouvement fait tourner l'arbre d'entrée 154 de 360 Q dextrorsum, ce qui fait tourner l'arbre de sortie 168 de 1800 sinistrorsum, avec le mouvement d'accélération et de ralentissement représenté par la courbe A de la figure

15 et indiqué sur la figure 20 par la flèche D Par l'inter-

médiaire de la bielle 240, ce mouvement de rotation entraîne le levier 234 dans le sens indiqué par la flèche E sur la figure 21 A la fin de la course aller, la manivelle 236,

la bielle 240 et le levier 234 atteignent les positions repré-

sentées en tireté et désignées respectivement par 236 A, 240 A et 234 A. On peut voir qu'ici-encore le bras de manivelle 236 et le levier 234 tournent dans des plans différents, d'o la nécessité de doigts à rotule à chaque extrémité de

la bielle 240 Comme ce bras de manivelle et ce levier consti-

tuent par eux-mêmes un second mécanisme à accélération-

décélération ayant ses propres temps morts à chaque extrémité c 543470 de la course (mouvement sensiblement harmonique), cet effet s 'ajoute aux temps morts du mécanisme de la figure 9 Cela augmente la durée des temps morts au cours du déplacement du levier 234 par rapport au mouvement de rotation du bras de manivelle 58 Ce rapport de mouvements est représenté par la courbe C dela figure 15 et est approximativement le même

que celui du mécanisme à came.

L'angle de rotation du levier 234 est égal à 6 00 sur la figure 21 Il est possible de le modifier en changeant

la longueur de la manivelle 236 et/ou celle de ce levier 234.

Les figures 22 et 23 représentent à titre d'exemple une liaison directe d'entraînement en rotation entre le bras de manivelle et la pince Le maneton 62 est encore prolongé au-delà du bras de transfert 66 et un pignon conique 250 y est monté Ce pignon 250 engrène avec un pignon conique 252 qui est calé sur un arbre 254 tourillonnant dans un palier 256 qui est monté sur ce bras de transfert 66 Cet arbre porte à son autre extrémité et entraine une roue dentée 258, qui entraîne, par une chaîne 260 compatible,une roue dentée 262 montée sur l'arbre 78 tourillonnant dans le bras de transfert 66 Ici encore, cet arbre 78 porte et entraîne en rotation

la pince 76 de la manière représentée sur la figure 4.

Dans ce mécanisme des figures 22 et 23, la liaison

de rotation entre le bras de manivelle et la pince est pro-

portionnelle ou linéaire et il n'y a pas de temps mort Avec les proportions représentées, la pince tourne de 900 pendant que le bras de manivelle 58 tourne de 360 ' par rapport au bras de transfert C'est évidemment là un mécanisme très simple et bon marché, mais il n'est utilisable que dans les appications dans lesquelles une rotation partielle immédiate

de la pince aux deux extrémités de la course est acceptable.

Il a été décrit et représenté un certain nombre de mécanismes qui utilisent à l'entrée une rotation de 360 du bras de manivelle 58 et dont la rotation de l'arbre de sortie sert à faire tourner une pince 76, par exemple des mécanismes à came, un mécanisme à manivelle ou le mécanisme "cycloidal" de la figure 9 Il a été représenté divers éléments destinés à relier l'arbre de sortie de ces mécanismes à la pince tournante, tels que des pignons et secteurs dentés,

des roues dentées et leur chaîne ou des mécanismes articulés.

* Il est évident qu'il est possible d'interchanger logiquement ces mécanismes et éléments de liaison; c'est ainsi que le

mécanisme à came peut être relié à la pince par l'intermé-

diaire d'un mécanisme articulé Dans chacun de ces cas, il faut déterminer les rapports cinétiques, comme le montrent les courbes de la figure 15, pour déterminer son appropriation

à une application donnée.

Bien que l'on n'ait décrit que la présence d'une seule pince pouvant tourner dans les formes de réalisation ci-dessus,il est évident qu'il est possible d'en faire tourner plusieurs avec les mêmes mécanismes ou avec des mécanismes analogues En fait,il est possible d'utiliser un mécanisme différent pour faire tourner chacune de ces pinces, qui

peuvent ainsi manipuler une pièce en lui donnant des orienta-

tions différentes au cours de ses transferts successifs En variante, il est possible de combiner à une pince commandée unique, un groupe de pinces reliées au moyen de chaînes et

roues dentées à chaîne, de roues dentées, de mécanismes arti-

culés ou de mécanismes de liaison analogues.

Il va de soi qu'il est possible, sans s'écarter

du domaine de l'invention, d'apporter diverses autres modi-

fications à l'installation de transfert à mécanisme asservi de commande de la rotation d'une pince, décrit et représenté, et qui s'applique notamment aux lignes d'usinage automatique

par -transfert.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1 Installation de transfert de pièces, dans laquelle un bras de transfert ( 66) portant une pince ( 76)

est déplacé sur une trajectoire en forme générale de U ren-

versé, créée principalement par la superposition du déplace- ment linéaire d'un chariot ( 24) et du mouvement de rotation d'un bras de manivelle ( 58) qui tourne sur ce chariot et est articulé sur ce bras de transfert, qu'il soutient, cette installation comportant un mécanisme destiné à faire tourner la pince ( 76) par rapport au bras de transfert ( 66) pendant que celui-ci parcourt sa trajectoire, ce mécanisme étant caractérisé en ce qu'il comprend a) un élément ( 78) qui monte la pince ( 76) sur le bras de transfert ( 66) en lui permettant d'y tourner; b) un mécanisme d'entraînement ( 86) qui est monté

sur ce bras de transfert et est commandé par le bras de mani-

velle ( 58); et c) des éléments ( 80,82) 'd'entraînement en rotation -qui relient ce mécanisme ( 86) et la pince ( 76) si bien que, en tournant par rapport au bras de transfert ( 66), le bras de manivelle ( 58) entraîne cette pince ( 76)

en rotation par rapport à ce bras de transfert, par l'intermé-

diaire de ce mécanisme d'entraînement ( 86) et de ces éléments

d'entraînement ( 80,82).

2 Installation selon la revendication 1, caracté-

risée en ce que le mécanisme d'entraînement comprend a) un organe menant ( 100) qui est relié au bras de manivelle ( 58) et est entraîné par ce dernier b) un organe mené ( 94) qui coopère positivement avec cet organe menant ( 100); et c) des éléments ( 96,98) qui relient cet organe

menant et cet organe mené de manière à entraîner ce dernier.

3 Installation selon la revendication 2, caracté-

risée en ce que les éléments ( 96,98) qui relient l'organe menant ( 100) à l'organe mené ( 94) réalisent entre eux une

liaison d'entraînement non proportionnel.

4 Installation selon la revendication 3, caracté-

risée en ce que les éléments ( 96,98) qui relient les organes memant ( 100) et mené ( 94) provoquent une immobilisation de cet organe mené à chaque extrémité de la course de transfert

de l'installation.

5 Installation selon la revendication 2, carac- térisée en ce que l'organe menant est une came ( 100) et l'organe mené est un élément asservi ( 94) destiné à être

entraîné par cette came.

6 Installation selon la revendication 5, carac-

térisé en e que la came ( 100) est cylindrique et l'organe mené est un bras pivotant ( 94) portant un galet ( 96) qui

coopère positivement avec cette came ( 100).

7 Installation selon la revendication 1, caracté-

risée en ce que les éléments d'entraînement en rotation comprennent a) un organe excentré ( 210) monté sur le mécanisme d'entraînement ( 62,200,202) ; b) un levier ( 216) monté sur la pince ( 76); et c) une bielle ( 212) qui tourillonne à une extrémité sur cet organe excentré ( 210) et à son autre extrémité sur

ce levier ( 214, 216).

8 Installation selon la revendication 1, caracté-

risée en ce que les éléments d'entraînement en rotation comprennent a) un premier organe rotatif ( 84) monté sur le mécanisme d'entraînement ( 86) b) un second organe rotatif ( 78) monté sur la pince ( 76); et c) des éléments ( 80,82) qui mettent ces premier

et second organes en rapport d'entraînement.

9 Installation selon la revendication 1, carac-

térisée en ce que les éléments d'entraînement en rotation comprennent a) un premier organe denté ( 188) monté sur le mécanisme d'entraînement ( 155); et b) un second organe denté ( 190) monté sur la pince

( 76) et coopérant positivement avec ce premier organe.

s 553-47 D

Installation selon la revendication, tar Tac-

térisée en ce que le mécanisme d'entraînement compmend a) un organe de sortie ( 166); b) une surface d'entraînement de cet vrgane 't 1 f 66); c) un organe rotatif ( 164), destiné à -ven-ir tan- gentiellement en contact d'entraînement avec cette surface d) un organe ( 170) qui porte l'organe de sortie ( 166) de façon à faire suivre à la surface d'entxanement de celui-ci une trajectoire prédéterminée; e) un organe ( 156) qui porte cet orgame rmotatif ( 164) de manière qu'il tourne sur son axe mobile A 3 D en restant en prise avec la surface d'entraînement de lorgane de sortie ( 166); f) un organe rotatif menant ( 158); g) un organe ( 156) qui porte cet organe Jmenant ( 158) de façon que celui-ci suive une trajectoire sensiblement perpendiculaire à la surface d'entraînement de l'nsgane de sortie ( 166); h) un organe ( 165) qui porte l'organe zrtatif ( 164) de façon que celui-ci ne tourne pas par rapport à l'organe menant ( 158), les axes (A 3) de cet organe rotatif ( 164) et (A 2) de cet organe menant ( 158) étant parallèle et distincts, ce qui fait que, lorsqu'il est entreimé, ledit organe menant ( 158) tourne autour de l'axe mobilel A 3) 'dudit organe rotatif ( 164); et i) des éléments qui relient l'un de cee moganes au bras de manivelle ( 58) de façon à faire tournez l'organe rotatif ( 164) pendant qu'il est en prise avec la surface d'entraînement.

11 Installation selon la revendication D @, carac-

térisée en ce que les éléments d'entraînement en = ation comprennent a) une manivelle ( 236) qui est montée sau larore de sortie ( 168) du mécanisme d'entraînement; b) un levier ( 234) solidaire en rotatimon de la pince ( 76); et c) une bielle ( 240), qui est articulée une extrémité sur cette manivelle ( 236) et à son autére extràmit

sur ce levier ( 234).