FR2578181A1 - Installation for the stepwise transfer of workpieces between several successive work stations where these workpieces are checked or machined - Google Patents

Installation for the stepwise transfer of workpieces between several successive work stations where these workpieces are checked or machined Download PDF

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Abstract

The present invention relates to an installation for the stepwise transfer of workpieces between several successive work stations where these workpieces are checked or machined. This installation is characterised in that it comprises several similar manipulators A-D equal in number to the number of work stations, all the manipulators A-D are driven from the same general control shaft 8 so that their arms 2a-2d pivot synchronously and the resting table of the workpieces 1b, 1c, 1d of each manipulator B, C, D, with the exception of that of the first manipulator A of the set, is situated at the place of the end-of-transfer-travel position of the grasping gripper 4a, 4b, 4c of the preceding manipulator in the set of manipulators.

Description

La présente invention concerne une installation de transfert pas à pas de pièces entre plusieurs postes de travail successifs où ces pièces sont contrôlées ou usinées. The present invention relates to a step-by-step transfer installation of parts between several successive workstations where these parts are checked or machined.

Dans l'industrie il est couramment nécessaire de transférer des pièces d'un poste de travail à un autre en vue d'effectuer sur ces pièces, aux postes de travail successifs, des opérations de contrôle ou d'usinage. Le nombre des opérations devant être effectuées successivement sur chaque pièce étant variable suivant les types de pièces considérées et la nature de ces opérations, il s'est révélé particulièrement avantageux de pouvoir réaliser une installation de transfert à partir d'éléments modulaires pouvant être combinés les uns avec les autres en fonction des besoins. In industry it is commonly necessary to transfer parts from one work station to another in order to carry out on these parts, at successive work stations, control or machining operations. The number of operations to be carried out successively on each part being variable depending on the types of parts considered and the nature of these operations, it has proved particularly advantageous to be able to carry out a transfer installation from modular elements which can be combined with each other as needed.

L'invention a pour but de fournir une telle installation de transfert de conception d'ensemble particulière- ment simple et qui peut être aisément adaptée à toutes les conditions de travail imposées. The object of the invention is to provide such a transfer installation with a particularly simple overall design which can be easily adapted to all the working conditions imposed.

A cet effet cette installation de transfert pas à pas de pièces entre plusieurs postes de travail successifs où ces pièces doivent être contrôlées ou usinées est caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs manipulateurs similaires en nombre égal à celui des postes de travail, chaque manipulateur, d'un type connu en soi, comportant une table de repos des pièces sur laquelle sont déposées ou saisies les pièces, un bras pivotant autour d'un axe vertical et portant une pince de préhension pour la saisie et le transport des pièces, et des moyens pour faire pivoter al- ternativement le bras autour de 1' axe vertical et-ouvrir et fermer la pince de préhension, tous les manipulateurs sont ent-rainés à partir d'un même arbre de commande générale de manière que leurs bras pivotent en synchronisme, et la table de repos des pièces de chaque manipulateur, à l'exception de celle du premier manipulateur de l'ensemble, est située à l'endroit de la position de fin de course de transfert de la pince de préhension du manipulateur précédent dans l'ensemble des manipulateurs.  To this end, this installation for the step-by-step transfer of parts between several successive work stations where these parts must be checked or machined is characterized in that it comprises several similar manipulators in number equal to that of the work stations, each manipulator, of a type known per se, comprising a parts rest table on which the parts are placed or gripped, an arm pivoting about a vertical axis and carrying a gripper for gripping and transporting the parts, and means for alternately pivoting the arm about the vertical axis and-opening and closing the gripper, all the manipulators are ent-grooved from the same general control shaft so that their arms pivot in synchronism , and the table for resting the parts of each manipulator, with the exception of that of the first manipulator of the assembly, is located at the position of the end of transfer transfer position of the gripper d e gripping of the previous manipulator in all of the manipulators.

Chaque bras pivotant peut être également animé d'un mouvement alternatif vertical, grâce à la prévision d'une commande par came appropriée, de manière à soulever chaque pièce de la table de repos d'un manipulateur avant de la déplacer vers la table de repos du manipulateur suivant. Each pivoting arm can also be animated with a vertical reciprocating movement, by virtue of the provision of an appropriate cam control, so as to lift each part of the manipulator's rest table before moving it to the rest table. of the next manipulator.

L'installation peut s'étendre suivant n'importe quel tracé, par exemple linéaire,sinueux, rectangulaire etcirculaire. Par exemple, dans le cas d'une installation linéaire
tous les manipulateurs sont disposés en ligne et leurs bras pivotent alternativement d'un même angle égal à 1800.The installation can extend along any path, for example linear, sinuous, rectangular and circular. For example, in the case of a linear installation
all the manipulators are arranged in line and their arms rotate alternately by the same angle equal to 1800.

Dans ce cas l'arbre de commande générale s'étend parallèlement à l'axe longitudinal des manipulateurs individuels en étant accouplé aux arbres d'entraînement de ceux-ci. Dans le cas d'une installation circulaire les bras des manipulateurs pivotent alternativement d'un mêmeangle différent 1800 et l'arbre de commande générale est constitué de plusieurs tronçons formant un polygone suivant le tracé de l'installation circulaire et qui sont re liés entre eux par des accouplements à la cardan.In this case, the general control shaft extends parallel to the longitudinal axis of the individual manipulators while being coupled to the drive shafts thereof. In the case of a circular installation, the arms of the manipulators pivot alternately by the same different angle 1800 and the general control shaft is made up of several sections forming a polygon following the path of the circular installation and which are linked together. by gimbal couplings.

On décrira ci-après,à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel
La figure 1 est une vue en plan schématique d'une installation de transfert pas à pas de pièces du type en ligne.Various embodiments of the present invention will be described below, by way of non-limiting examples, with reference to the appended drawing in which
Figure 1 is a schematic plan view of a stepwise transfer installation of parts of the in-line type.

La figure 2 est une vue en élévation schématique de l'installation en ligne de la figure 1. FIG. 2 is a schematic elevation view of the on-line installation of FIG. 1.

La figure 3 est une vue en plan schématique d'une installation de transfert du type circulaire. Figure 3 is a schematic plan view of a transfer installation of the circular type.

L'installation de transfert représentée sur les figures 1 et 2 est constituée de plusieurs manipulateurs du même type, par exemple au nombre de quatre à savoir les manipulateurs A, B, C, D, qui, dans ce cas, sont alignés les uns avec les autres pour former une installation de transfert en ligne. Chaque manipulateur est d'un type connu en lui-même et comme tous les manipulateurs sont identiques, on ne décrira succinctement que l'un d'entre eux à savoir le manipulateur A.Ce manipulateur comporte une table la de repos des pièces, un bras horizontal 2a pivotant autour d'un axe vertical 3a et éventuellement mobile verticalement, une pince de préhension 4a portée par le bras 2a et un arbre Sa d'entrainement d'un mécanisme à cames, logé dans le bâti du manipulateur, commandant le mouvement de pivotement du bras 2e, son mouvement vertical éventuel, et l'ouverture et la fermeture de la pince 4a. The transfer installation shown in FIGS. 1 and 2 consists of several manipulators of the same type, for example four in number, namely manipulators A, B, C, D, which, in this case, are aligned with each other. the others to form an online transfer facility. Each manipulator is of a type known in itself and as all the manipulators are identical, we will only succinctly describe one of them, namely the manipulator A. This manipulator comprises a table for resting the parts, a horizontal arm 2a pivoting about a vertical axis 3a and optionally movable vertically, a gripper 4a carried by the arm 2a and a shaft Sa for driving a cam mechanism, housed in the frame of the manipulator, controlling the movement pivoting arm 2e, its possible vertical movement, and the opening and closing of the clamp 4a.

L'installation suivant l'invention est destinée à transférer successivement et pas à pas des pièces 6 entre les tables de repos la, lb, lc, ld, des manipulateurs res pectifs A,B,C,D# en ligne, tables où ces pièces sont soumises à des opérations successives de contrôle ou d'usinage. Les pièces 6 sont placées finalement sur une table de départ 7 où elles sont reprises pour être évacuées. Dans cette installation en ligne les tables de repos des pièces la,lb,lc,ld, des quatre manipulateurs A, B, C, D et la table de départ 7 sont disposées suivant un axe xy que recoupent les axes verticaux de pivotement les quatre bras 2a,2b,2c,2d.En position de repos, qui est celle représentée sur les figures 1 et 2, les quatre bras pivotants respectifs 2a, 2b, 2c et 2d s'étendent vers la droite, et ils sont alignés suivant l'axe longitudinal xy de l'installation. Par ailleurs les mécanismes de commande à cames des divers manipulateurs sont ajustés de manière à provoquer un mouvement de pivotement alternatif de chacun des bras 2a-2d, sur un angle de 1800. En outre la table de repos lb du deuxième manipulateur B dans la série des quatre manipulateurs est située à l'endroit de la position de fin de course de transfert de la pince de préhension 4a du premier manipulateur A. The installation according to the invention is intended to transfer successively and step by step pieces 6 between the rest tables la, lb, lc, ld, respective manipulators A, B, C, D # in line, tables where these pieces are subjected to successive control or machining operations. The pieces 6 are finally placed on a starting table 7 where they are taken up to be removed. In this online installation, the rest tables for the parts la, lb, lc, ld, of the four manipulators A, B, C, D and the starting table 7 are arranged along an xy axis intersected by the vertical pivot axes the four arms 2a, 2b, 2c, 2d. In the rest position, which is that shown in FIGS. 1 and 2, the four respective pivoting arms 2a, 2b, 2c and 2d extend to the right, and they are aligned along the longitudinal axis xy of the installation. Furthermore, the cam control mechanisms of the various manipulators are adjusted so as to cause an alternating pivoting movement of each of the arms 2a-2d, at an angle of 1800. Furthermore the rest table lb of the second manipulator B in the series of the four manipulators is located at the position of the end of transfer transfer position of the gripper 4a of the first manipulator A.

Il en est de même pour la table de reposlc du troisième manipulateur r, qui se trouve à l'endroit de la position de fin de course de la pince de transfert 4b du deuxième manipulateur B, et également pour la table de repos ld du quatrième manipulateur D qui se trouve à l'endroit de la position de fin de course de transfert de la pince de préhension 4c du troisième manipulateur C. It is the same for the rest table lc of the third manipulator r, which is located at the position of the end position of the transfer clamp 4b of the second manipulator B, and also for the rest table ld of the fourth manipulator D which is at the position of the end of transfer transfer position of the gripper 4c of the third manipulator C.

Les bras pivotants 2a-2d peuvent avoir tous la même longueur ou bien encore ils peuvent avoir des longueurs différentes. Par exemple le bras pivotant 2c du troisième manipulateur C est plus long que les bras 2a, 2b, 2d qui ont eux la même longueur. The pivoting arms 2a-2d can all have the same length or else they can have different lengths. For example, the pivoting arm 2c of the third manipulator C is longer than the arms 2a, 2b, 2d which have the same length.

Le mouvement des divers éléments mobiles des quatre manipulateurs A-D est obtenu à partir d'un arbre de commande générale 8 qui s'étend longitudinalement, ctest-à-dire parallèlement à l'axe xy de l'installation de transfert. Cet arbre de commande générale est constitué de tronçons successifs coaxiaux, associés aux différents manipulateurs et qui sont accouplés entre eux. L'arbre de commande générale 8 est entrainé en rotation, à l'une de ses extrémités, par un moteur 9. Par ailleurs il est accouplé, dans les manipulateurs A, B, C, D, aux arbres d'entrainement Sa, 5b, 5c, 5d de ceux-ci, respectivement par des mécanismes de transmission 10a, lûb, l0c, lOd.Ces mécanismes de transmission 10a-10d et les mécanismes à cames internes des manipulateurs qui sont entraînés par les arbres respectifs 5a-5d, sont agencés de manière que les mouvements des éléments mobiles des divers manipulateurs s'effectuent en synchronisme. Autrement dit les bras 2a-2d pivotent en même temps autour de leurs axes verticaux respectifs, en restant parallèles entre eux. De ce fait lorsqu'une opération de transfert doit avoir lieu, le moteur 9 entraîne en rotation l'arbre de commande générale 8 si bien que, une fois les pinces 4a-4d fermées sur les pièces 6 se trouvant sur les tables de repos respectives la-ld, les bras 2a-2d pivotent de 1800 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre pour amener les pièces 6 au-dessus des tables de repos des manipulateurs suivants dans la série, les pinces 4a-4d s'ouvrant alors en libérant ainsi les pièces 6, puis les bras 2a-2d pivotent de 1800 dans le sens des aiguilles d'une montre, pour revenir en position de départ dans laquelle ils se trouvent prêts pour un nouveau cycle de transfert. The movement of the various mobile elements of the four manipulators A-D is obtained from a general control shaft 8 which extends longitudinally, that is to say parallel to the axis xy of the transfer installation. This general control shaft is made up of successive coaxial sections, associated with the various manipulators and which are coupled together. The general control shaft 8 is rotated at one of its ends by a motor 9. Furthermore, it is coupled, in the manipulators A, B, C, D, to the drive shafts Sa, 5b , 5c, 5d thereof, respectively by transmission mechanisms 10a, lûb, l0c, lOd. These transmission mechanisms 10a-10d and the internal cam mechanisms of the manipulators which are driven by the respective shafts 5a-5d, are arranged so that the movements of the mobile elements of the various manipulators are carried out in synchronism. In other words, the arms 2a-2d pivot at the same time around their respective vertical axes, remaining parallel to each other. Therefore when a transfer operation must take place, the motor 9 rotates the general control shaft 8 so that, once the clamps 4a-4d closed on the parts 6 located on the respective rest tables la-ld, the arms 2a-2d rotate 1800 anticlockwise to bring the pieces 6 above the rest tables of the following manipulators in the series, the clamps 4a-4d then opening thus releasing the parts 6, then the arms 2a-2d pivot by 1800 clockwise, to return to the starting position in which they are ready for a new transfer cycle.

On voit, d'après la description qui précède, qu'il est possible d'adapter l'installation de transfert suivant l'invention au nombre d'opérations devant être effectuées sur les pièces 6, puisqu'il suffit d'accoupler à l'arbre de commande générale 8 un nombre de manipulateurs correspondant au nombre des opérations. It can be seen from the above description that it is possible to adapt the transfer installation according to the invention to the number of operations to be carried out on the parts 6, since it suffices to couple to the 'general control shaft 8 a number of manipulators corresponding to the number of operations.

La figure 3 illustre une installation de transfert suivant l'invention réalisée sous forme circulaire. Dans ce cas l'installation de transfert comprend huit manipulateurs
A, B, C,D E, F, G, H disposés suivant un tracé circulaire.FIG. 3 illustrates a transfer installation according to the invention produced in circular form. In this case the transfer installation includes eight manipulators
A, B, C, DE, F, G, H arranged in a circular pattern.

La table de reposla du premier manipulateur a, sur laquelle sont placées les pièces 6 à l'arrivée, sert aussi à recevoir les pièces ayant subi toutes les opérations et elle constitue de ce fait également une table de départ pour les pièces 6.The rest table of the first manipulator a, on which the pieces 6 are placed on arrival, also serves to receive the pieces which have undergone all the operations and it therefore also constitutes a starting table for the pieces 6.

Dans cette forme d'exécution de l'invention l'arbre de commande générale 11 qui est entraîné en rotation par le moteur électrique 9, est constitué par une succession de tronçons d'arbres intermédiaires île qui sont reliés, par l'intermédiaire d'accouplements à la cardan llb, à des tron çons lic de petite longueur et qui constituent des arbres d'entrée des différents manipulateurs. Les tronçons d'arbres île et lic forment ainsi un polygone suivant le tracé circulaire de l'installation.Les arbres d'entrée llc des manipulateurs sont à leur tour accouplés, par l'intermédiaire de mécanismes de transmission tels que le mécanisme 109, aux arbres d'entraînement des divers manipulateurs tels que l'arbre d'entraînement 59 du manipulateur G. Ainsi la rotation de l'arbre de commande générale 11 provoque, comme dans le cas des figures 1 et 2, les mouvements en synchronisme des divers bras pivotants des manipulateurs A-H. In this embodiment of the invention the general control shaft 11 which is rotated by the electric motor 9, is constituted by a succession of sections of island intermediate trees which are connected, by means of couplings to the gimbal llb, to lic sections of short length and which constitute input shafts for the various manipulators. The sections of island and lic trees thus form a polygon along the circular layout of the installation. The input shafts llc of the manipulators are in turn coupled, via transmission mechanisms such as mechanism 109, to the drive shafts of the various manipulators such as the drive shaft 59 of the manipulator G. Thus the rotation of the general control shaft 11 causes, as in the case of FIGS. 1 and 2, the synchronous movements of the various arms AH manipulator swivels.

Comme il a été dit précédemment, le tracé de l'installation peut être non rectiligne, notament sinueuse rectangulaire, etc. Dans ce cas les angles de pivotement des bras peuvent être différents les uns des autres, pour être adaptés au tracé de l'installation. De même l'arbre de commande générale est constitué de plusieurs tronçons d'arbres suivant le tracé de l'installation et qui sont reliés entre eux par des accouplements à la cardan.  As mentioned above, the layout of the installation can be non-rectilinear, notably sinuous rectangular, etc. In this case the pivot angles of the arms can be different from each other, to be adapted to the layout of the installation. Likewise, the general control shaft is made up of several sections of shafts along the layout of the installation and which are interconnected by cardan couplings.

De même la longueur des pas, c'est-h-dire la longueur des bras pivotants des manipulateurs successifs peut varier d'un manipulateur à un autre, suivant les nécessités et notamment la forme du tracé de l'installation.  Likewise, the length of the steps, that is to say the length of the pivoting arms of the successive manipulators, can vary from one manipulator to another, depending on the requirements and in particular the shape of the layout of the installation.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1.- Installation de transfert pas à pas de pièces entre plusieurs postes de travail successifs où ces pièces doivent être contrôlées ou usinées caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs manipulateurs (A-D) en nombre égal à celui des postes de travail (la-ld) , chaque manipulateur, d'un type connu en soi, comportant une table de repos des pièces (la-ld) sur laquelle sont déposées ou saisies les pièces (6) , un bras (2a-2d) pivotant autour d'un axe vertical et portant une pince de préhension (4a-4d) pour la saisie et le transport des pièces, et des moyens pour faire pivoter alternativement le bras (2a-2d) autour de l'axe vertical et ouvrir et fermer la pince de préhension (4a-4d), tous les manipulateurs (A-D) sont entraînés à partir d'un même arbre de commande générale (8) de manière que leurs bras (2a-2d) pivotent en synchronisme et la table de repos des pièces (lb,lc,ld) de chaque manipulateur (B,C,D), à l'exception du premier manipulateur (A) de lten- semble, est située à l'endroit de la position de fin de course de transfert de la pince de préhension (4a,4b,4c) du manipulateur précédent dans l'ensemble des manipulateurs. 1.- Installation of step-by-step transfer of parts between several successive workstations where these parts must be checked or machined, characterized in that it comprises several manipulators (AD) in number equal to that of the workstations (la-ld ), each manipulator, of a type known per se, comprising a parts rest table (la-ld) on which the parts are deposited or gripped (6), an arm (2a-2d) pivoting about an axis vertical and carrying a gripper (4a-4d) for gripping and transporting the parts, and means for alternately pivoting the arm (2a-2d) around the vertical axis and opening and closing the gripper ( 4a-4d), all the manipulators (AD) are driven from the same general control shaft (8) so that their arms (2a-2d) pivot in synchronism and the parts rest table (lb, lc , ld) of each manipulator (B, C, D), with the exception of the first manipulator (A) of the set, is located at the location t of the end of travel position of the gripper (4a, 4b, 4c) of the previous manipulator in all of the manipulators. 2.- Installation suivant la revendication 1 caractérisée en ce que chaque bras pivotant (2a-2d) est en outre animé d'un mouvement vertical. 2.- Installation according to claim 1 characterized in that each pivoting arm (2a-2d) is further animated by a vertical movement. 3.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisée en ce que tous les manipulateurs (A-D) sont disposés en ligne et leurs bras (2a-2d) pivotent alternativement d'un angle de 1800. 3.- Installation according to any one of claims 1 and 2 characterized in that all the manipulators (A-D) are arranged in line and their arms (2a-2d) rotate alternately by an angle of 1800. 4.- Installation suivant la revendication 3 caractérisée en ce que l'arbre de commande générale (8) s'étend parallèlement à l'axe longitudinal (xy) des manipulateurs individuels (A-D) en étant accouplé aux arbres d'entraînement (5a-5d) des manipulateurs respectifs. 4.- Installation according to claim 3 characterized in that the general control shaft (8) extends parallel to the longitudinal axis (xy) of the individual manipulators (AD) by being coupled to the drive shafts (5a- 5d) of the respective manipulators. 5.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisée en ce que les manipulateurs (A-H) s'étendent suivant un tracé non rectiligne et l'arbre de commande générale est constitué de plusieurs tronçons d'arbres suivant le tracé de l'installation et qui sont reliés entre eux par des accouplements à la cardan. 5.- Installation according to any one of claims 1 and 2 characterized in that the manipulators (AH) extend along a non-rectilinear course and the general control shaft consists of several sections of trees along the course of the installation and which are interconnected by cardan couplings. 6.- Installation suivant la revendication 5 caractérisée en ce que les manipulateurs (A-H) sont disposés en cercle, les bras des manipulateurs (A-H) pivotent alternativement d'un angle différent de 1800 et l'arbre de commande générale (11) est constitué de plusieurs tronçons (lla,llc) formant un polygone suivant le tracé de l'installation circulaire et qui sont reliés entre eux par des accouplements à la cardan (llb). 6.- Installation according to claim 5 characterized in that the manipulators (AH) are arranged in a circle, the arms of the manipulators (AH) rotate alternately by an angle different from 1800 and the general control shaft (11) is constituted several sections (lla, llc) forming a polygon along the path of the circular installation and which are connected together by gimbal couplings (llb). 7.- Installation suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que les bras pivotants (2a-2d) ont la même longueur. 7.- Installation according to any one of the preceding claims, characterized in that the pivoting arms (2a-2d) have the same length. 8.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que les bras pivotants (2a-2d) ont des longueurs différentes.  8.- Installation according to any one of claims 1 to 6 characterized in that the pivoting arms (2a-2d) have different lengths.
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