FR2724644A1 - Gripping suction cup, used esp. for transporting metal sheets for stamping into vehicle bodywork - Google Patents
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Abstract
Description
VENTOUSES DE PREHENSION ET DISPOSITIF DE PREHENSION
LES COMPORTANT
L'invention concerne des ventouses de préhension et un dispositif les comportant.GRIPPERS AND GRIPPING DEVICE
INCLUDING THEM
The invention relates to gripping suction cups and a device comprising them.
L'invention concerne plus particulièrement des ventouses de préhension constituées par un corps dont une extrémité porte un cône de préhension et dont l'autre extrémité porte un conduit d'aspiration relié à une source de vide.The invention relates more particularly to gripping suction cups constituted by a body, one end of which carries a gripping cone and the other end of which carries a suction duct connected to a source of vacuum.
La manipulation et le transport de pièces sensiblement planes, telles que des tôles de carrosserie, est généralement effectuée par des pensrs spécifiques ou capacitaires munis de ventouses. Ces ventouses, nombreuses, sont en particulier montées en série et actionnées par une source de vide telle qu'un venturi ou une pompe à vide, leur état de travail étant contrôlé par un vacuostat.The handling and transport of substantially flat parts, such as body sheets, is generally carried out by specific or capacitive pensrs fitted with suction cups. These suction cups, numerous, are in particular mounted in series and actuated by a vacuum source such as a venturi or a vacuum pump, their working state being controlled by a vacuum switch.
Après mise en marche de la source de vide et positionnement des ventouses sur la pièce à saisir, si le cône de préhension de l'une des ventouses ne repose pas entièrement sur la pièce ou s'il est détérioré, le vacuostat indique une anomalie et le fonctionnement du préhenseur est stoppé.After switching on the vacuum source and positioning the suction cups on the part to be gripped, if the gripping cone of one of the suction cups does not rest entirely on the part or if it is damaged, the vacuum switch indicates an anomaly and the gripper operation is stopped.
Cet arrêt est indépendant du nombre de ventouses bien positionnées qui auraient pu suffire pour saisir la pièce.This stop is independent of the number of well positioned suction cups which could have been sufficient to grip the part.
La publication FR-A-2 633 265 décrit un dispositif de préhension constitué par un préhenseur muni de ventouses dont chacune est reliée individuellement à une source de vide, des électrovannes logées dans le corps du préhenseur permettant l'actionnement individuel de chaque ventouse. Ainsi ce dispositif permet de sélectionner les ventouses activées en fonction du contour de la pièce à saisir.The publication FR-A-2 633 265 describes a gripping device constituted by a gripper provided with suction cups, each of which is individually connected to a vacuum source, with solenoid valves housed in the body of the gripper allowing the individual actuation of each suction cup. Thus, this device makes it possible to select the activated suction cups according to the contour of the part to be gripped.
Cependant un tel dispositif qui suppose une installation à la fois coûteuse et complexe, n'évite pas l'arrêt généralisé du préhenseur lors d'une mauvaise sélection ou du disfonctionnement d'une ventouse. However, such a device which supposes an installation which is both expensive and complex, does not avoid the general stopping of the gripper during a bad selection or a malfunction of a suction cup.
De plus, ce dispositif ne permet pas d'anticiper la nécessité d'actionner la ventouse, le vide se faisant à l'intérieur de la chambre.In addition, this device does not make it possible to anticipate the need to actuate the suction cup, the vacuum being created inside the chamber.
L'invention a pour objet de pallier l'inconvénient énoncé précédemment par la réalisation d'un dispositif de préhension des pièces simple muni de ventouses actionnées collectivement.The object of the invention is to overcome the drawback stated above by making a simple workpiece gripping device provided with collectively actuated suction cups.
L'invention a également pour objet des ventouses de préhension devenant automatiquement passives en cas de mauvais positionnement desdites ventouses par rapport à la pièce à saisir.The invention also relates to gripping suction cups becoming automatically passive in the event of incorrect positioning of said suction cups relative to the part to be gripped.
Selon l'invention, le corps de la ventouse délimite intérieurement une chambre d'aspiration dans laquelle débouche le conduit d'aspiration et qui porte un moyen d'obstruction dudit conduit.According to the invention, the body of the suction cup internally delimits a suction chamber into which opens the suction duct and which carries a means of obstructing said duct.
Avantageusement, le moyen d'obstruction possède une face active sur laquelle s'exerce la dépression de commande de la ventouse.Advantageously, the obstruction means has an active face on which the vacuum control depression is exerted.
Selon une variante de réalisation de l'invention, le moyen d'obstruction est constitué par un piston qui se déplace le long et au contact de la paroi intérieure de la chambre d'aspiration.According to an alternative embodiment of the invention, the obstruction means is constituted by a piston which moves along and in contact with the interior wall of the suction chamber.
Préférentiellement, la face passive du piston orientée vers le cône de préhension porte un joint d'étanchéité.Preferably, the passive face of the piston facing the gripping cone carries a seal.
De plus, la face active du piston orientée vers le conduit d'aspiration porte un tenon de centrage du piston par rapport audit conduit.In addition, the active face of the piston facing the suction duct carries a stud for centering the piston with respect to said duct.
Selon une seconde variante de réalisation de l'invention, le moyen d'obstruction est constitué par une membrane souple dont le bord est solidaire de la paroi intérieure de la chambre d'aspiration, et dont la surface est supérieure à celle de ladite chambre. According to a second alternative embodiment of the invention, the obstruction means consists of a flexible membrane whose edge is secured to the inner wall of the suction chamber, and whose surface is greater than that of said chamber.
L'invention concerne également un dispositif pour la préhension de pièces de surface sensiblement plane constitué essentiellement par un préhenseur caractérisé par le fait qu'il porte des ventouses conformes à l'invention reliées à une même source de vide.The invention also relates to a device for gripping parts of substantially flat surface consisting essentially of a gripper characterized in that it carries suction cups according to the invention connected to the same source of vacuum.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un exemple de réalisation d'une ventouse et d'un dispositif de préhension conformes à l'invention, en référence au dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une coupe longitudinale de la ventouse selon une première variante de réalisation, - la figure 2 est une coupe longitudinale de la ventouse selon une seconde variante de réalisation, - la figure 3 est une représentation schématique de la ventouse représentée à la figure 1, au repos, - la figure 4 est une représentation schématique de la ventouse représentée à la figure 1, en position de préhension correcte d'une pièce, - la figure 5 est une représentation schématique de la ventouse représentée à la figure 1, en position de préhension incorrecte d'une pièce.Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading an embodiment of a suction cup and of a gripping device in accordance with the invention, with reference to the appended drawing in which: - Figure 1 is a longitudinal section of the suction cup according to a first embodiment, - Figure 2 is a longitudinal section of the suction cup according to a second embodiment, - Figure 3 is a schematic representation of the suction cup shown in Figure 1, at rest , - Figure 4 is a schematic representation of the suction cup shown in Figure 1, in the correct gripping position of a workpiece, - Figure 5 is a schematic representation of the suction cup shown in Figure 1, in the incorrect gripping position of a room.
On désignera dans la suite de la description par les mêmes références les organes communs aux différentes figures.In the following description, the common members of the different figures will be designated by the same references.
Selon la figure 1, la ventouse de préhension 5 d'une tôle 6 est constituée par un corps 7 dont une extrémité 71 porte un cône de préhension 8 et dont l'autre extrémité 72 porte un conduit d'aspiration 9 relié à une source de vide non représentée telle qu'un venturi.According to Figure 1, the gripping suction cup 5 of a sheet 6 is constituted by a body 7, one end 71 of which carries a gripping cone 8 and the other end of which 72 carries a suction duct 9 connected to a source of vacuum not shown such as a venturi.
Ce conduit d'aspiration 9 permet de réaliser dans la ventouse 5 la dépression nécessaire à la saisie d'une pièce par le cône de préhension 8. This suction duct 9 makes it possible to produce in the suction cup 5 the vacuum necessary for gripping a part by the gripping cone 8.
L'extrémité 72 du corps 7 permet, de plus, la fixation de la ventouse 5 sur le dispositif la comportant.The end 72 of the body 7 also makes it possible to attach the suction cup 5 to the device comprising it.
Le corps 7 de la ventouse 5 pour des raisons de facilité de réalisation est généralement constitué par deux blocs solidarisés entre eux comme le montrent les figures 1 et 2, cependant on pourrait envisager de le réaliser en un seul bloc.The body 7 of the suction cup 5 for reasons of ease of construction is generally constituted by two blocks joined together as shown in Figures 1 and 2, however one could consider making it in one block.
Le corps 7 délimite intérieurement une chambre d'aspiration 10 dans laquelle débouche le conduit d'aspiration 9 et qui porte un moyen d'obstruction 11 dudit conduit 9.The body 7 internally delimits a suction chamber 10 into which the suction duct 9 opens and which carries an obstruction means 11 of said duct 9.
L'obstruction du conduit d'aspiration 9 est ainsi réalisée automatiquement lorsque le venturi ne peut pas faire le vide dans la chambre d'aspiration 10 du fait d'une détérioration du cône de préhension 8 de la ventouse 5 ou de son mauvais positionnement par rapport à la pièce à saisir.Obstruction of the suction duct 9 is thus carried out automatically when the venturi cannot create a vacuum in the suction chamber 10 due to a deterioration of the gripping cone 8 of the suction cup 5 or of its poor positioning by report to the part to be seized.
Ainsi le moyen d'obstruction 1 1 possède une face active 114 sur laquelle s' exerce la dépression de commande de la ventouse 5.Thus, the obstruction means 11 has an active face 114 on which the suction depression for controlling the suction cup 5 is exerted.
Par ailleurs, la ventouse 5 possède un clapet 12 d'obstruction de la sortie 101 de la chambre 10 située à la jonction de cette dernière avec le cône de préhension 8. Ce clapet 12 fonctionne de façon connue en soi en obstruant la sortie 101 lorsque la ventouse 5 n'est pas au contact d'une pièce.Furthermore, the suction cup 5 has a valve 12 for obstructing the outlet 101 from the chamber 10 located at the junction of the latter with the gripping cone 8. This valve 12 operates in a manner known per se by obstructing the outlet 101 when the suction cup 5 is not in contact with a part.
Cependant on pourrait envisager une ventouse conforme à l'invention sans clapet.However, a suction cup according to the invention could be envisaged without a valve.
Selon une première variante de réalisation de la ventouse 5 représentée à la figure 1, le moyen d'obstruction est constitué par un piston 1 1 qui se déplace le long et au contact de la paroi intérieure de la chambre d'aspiration 10.According to a first alternative embodiment of the suction cup 5 shown in FIG. 1, the obstruction means is constituted by a piston 11 which moves along and in contact with the interior wall of the suction chamber 10.
La face passive 113 du piston 11 orientée vers le cône de préhension 8 porte un joint d'étanchéité 13 qui peut être directement intégré dans le piston 11 comme dans le cas d'un piston à joint d'étanchéité. The passive face 113 of the piston 11 oriented towards the gripping cone 8 carries a seal 13 which can be directly integrated into the piston 11 as in the case of a piston with a seal.
La face opposée active 114 du piston 11, orientée vers le conduit d'aspiration 9, porte un tenon 14 de centrage du piston 11, qui permet d'assurer au piston 11 en position d'obstruction un meilleur positionnement par rapport au conduit 9.The opposite active face 114 of the piston 11, oriented towards the suction pipe 9, carries a stud 14 for centering the piston 11, which makes it possible to ensure that the piston 11 in the obstructed position has better positioning relative to the pipe 9.
L'ensemble du piston 11, du joint d'étanchéité 13 et du tenon 14 sont solidarisés entre eux de façon classique à l'aide d'une vis 15.The assembly of the piston 11, of the seal 13 and of the lug 14 are joined together conventionally using a screw 15.
On décrira dans la suite le fonctionnement du piston 11 en référence aux figures 3, 4 et 5.The operation of the piston 11 will be described below with reference to FIGS. 3, 4 and 5.
En position de repos de la ventouse 5, comme le montre la figure 3, le piston 11 est en butée sur le rebord 711 de l'extrémité 71 du corps 7 de la ventouse 5.In the rest position of the suction cup 5, as shown in FIG. 3, the piston 11 is in abutment on the flange 711 of the end 71 of the body 7 of the suction cup 5.
Une fois la ventouse 5 positionnée au dessus de la pièce 6 à saisir, le venturi est actionné. Le sens de l'aspiration est représenté par une flèche sur les figures 4 et 5. La dépression s'établit alors dans le conduit 9 et dans la chambre d'aspiration 10.Once the suction cup 5 positioned above the part 6 to be gripped, the venturi is actuated. The direction of aspiration is represented by an arrow in FIGS. 4 and 5. The vacuum is then established in the duct 9 and in the suction chamber 10.
Deux cas peuvent se présenter, comme le montrent respectivement les figues 4 et 5, entraînant des fonctionnements différents de la ventouse 5 - soit l'ensemble de la surface délimitée par le cône de préhension 8 est couverte par la pièce 6 : le vide s'établit dans la chambre 10 permettant la saisie de la pièce et le piston 11 se déplace vers une position d'équilibre à l'intérieur de la chambre 10, - soit une partie de la surface délimitée par le cône de préhension 8 n'est pas recouverte par la pièce 6 ou ledit cône 8 est détérioré, le vide ne pouvant s'établir dans la chambre d'aspiration 10 : le piston 11 est alors entraîné vers le haut de ladite chambre 10. Ce dernier vient obstruer le conduit d'aspiration 9 et la ventouse 5 est sans prise sur la pièce 6.Two cases can arise, as shown in figs 4 and 5 respectively, causing different operations of the suction cup 5 - either the entire surface delimited by the gripping cone 8 is covered by the part 6: the vacuum s' established in the chamber 10 allowing the gripping of the part and the piston 11 moves towards a position of equilibrium inside the chamber 10, - either a part of the surface delimited by the gripping cone 8 is not covered by the part 6 or said cone 8 is damaged, the vacuum cannot be established in the suction chamber 10: the piston 11 is then driven upwards from said chamber 10. The latter comes to obstruct the suction duct 9 and the suction cup 5 has no grip on the part 6.
Le piston 11 est maintenu en position par l'aspiration constante du venturi. The piston 11 is held in position by the constant suction of the venturi.
I1 est également possible, afin de réaliser un gain en temps de cycles, d'actionner le venturi avant le positionnement de la ventouse 5. Cependant la réalisation de ce "pré-vide" nécessite la présence d'un obturateur de la sortie 101 de la chambre d'aspiration 10 tel que le clapet 12 représenté sur les différentes figures. It is also possible, in order to achieve a gain in cycle time, to activate the venturi before positioning the suction cup 5. However, the realization of this "pre-vacuum" requires the presence of a shutter of the outlet 101 of the suction chamber 10 such as the valve 12 shown in the different figures.
En effet le vide s'établit alors dans la chambre 10 et le piston 1 1 adopte une position d'équilibre.Indeed the vacuum is then established in the chamber 10 and the piston 1 1 adopts an equilibrium position.
Au contact de la pièce 6, le clapet 12 est soulevé et le piston 11 se repositionne en fonction des deux cas possibles décrits précédemment. In contact with the part 6, the valve 12 is raised and the piston 11 is repositioned according to the two possible cases described above.
Une autre variante de réalisation de la ventouse 5 est représenté à la figure 2. Ici le moyen d'obstruction est constitué par une membrane 11' dont le bord 111' est solidaire de la paroi intérieure de la chambre 10.Another alternative embodiment of the suction cup 5 is shown in FIG. 2. Here the obstruction means consists of a membrane 11 ′, the edge 111 ′ of which is integral with the interior wall of the chamber 10.
Le bord 111' peut être maintenu, à titre d'exemple, dans un interstice 16 situé à la jonction des deux blocs constituant le corps 7 de la ventouse 5.The edge 111 ′ can be maintained, by way of example, in a gap 16 situated at the junction of the two blocks constituting the body 7 of the suction cup 5.
La membrane 11' est réalisée dans un matériau tel que du caoutchouc ou du polyuréthane.The membrane 11 'is made of a material such as rubber or polyurethane.
La surface de la membrane 11' est supérieure à celle de la chambre 10 afin de permettre à ladite membrane 11' une déformation variable au sein de la chambre 10 en fonction du vide y régnant.The surface of the membrane 11 'is greater than that of the chamber 10 in order to allow said membrane 11' to vary in deformation within the chamber 10 as a function of the vacuum prevailing there.
Sur la figure 2, est représentée en trait plein la membrane 11' en position de repos de la ventouse 5 et en pointillés ladite membrane ll' en position d'obstruction.In Figure 2, is shown in solid lines the membrane 11 'in the rest position of the suction cup 5 and in dotted line said membrane ll' in the obstructed position.
En effet les dimensions de la membrane 11' sont telles que lorsque le vide ne peut pas être réalisé dans la chambre 10, la partie centrale de la face active 114' de la membrane 11' est déplacée vers le haut de ladite chambre 10 au contact du conduit d'aspiration 9, et vient obstruer ce dernier.Indeed, the dimensions of the membrane 11 'are such that when the vacuum cannot be achieved in the chamber 10, the central part of the active face 114' of the membrane 11 'is moved upwards from said chamber 10 in contact of the suction duct 9, and obstructs the latter.
L'aspiration constante par le venturi permet le maintien en position de la membrane 11'. The constant suction by the venturi allows the membrane 11 'to be held in position.
Comme précédemment pour le piston 11, cette variante permet l'actionnement du venturi préalablement au positionnement de la ventouse 5.As previously for the piston 11, this variant allows the actuation of the venturi prior to the positioning of the suction cup 5.
L'invention a également pour objet le dispositif de préhension non représenté, constitué essentiellement par un préhenseur muni de ventouses selon l'invention, qui sont reliées à un seul venturi.The invention also relates to the not shown gripping device, essentially constituted by a gripper provided with suction cups according to the invention, which are connected to a single venturi.
Lorsque le venturi fonctionne et que l'une des ventouses 5 n'est pas correctement positionnée par rapport à la pièce à saisir 6, son conduit d'aspiration est automatiquement obstrué comme décrit préeédemment. La ventouse 5 n'est alors plus en prise avec la pièce 6 sans provoquer d'interruption dans le fonctionnement général du préhenseur. La pièce 6 est saisie par les autres ventouses. When the venturi is operating and one of the suction cups 5 is not correctly positioned relative to the part to be gripped 6, its suction duct is automatically obstructed as described above. The suction cup 5 is then no longer engaged with the part 6 without causing an interruption in the general operation of the gripper. The part 6 is gripped by the other suction cups.
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