FR2756205A1 - Automatic tool changer for use with multi-tasking robot - Google Patents
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- B25J15/04—Gripping heads and other end effectors with provision for the remote detachment or exchange of the head or parts thereof
Abstract
Description
Changeur d'outils pour robots et analogues
La présente invention concerne un changeur d'outils pour robots et analogues, du type comprenant un mécanisme destiné à être fixé au robot, au moins une platine destinée à recevoir un outil, et des moyens à commande pneumatique ou hydraulique pour assurer l'accouplement de la platine et du mécanisme.Tool changer for robots and the like
The present invention relates to a tool changer for robots and the like, of the type comprising a mechanism intended to be fixed to the robot, at least one plate intended to receive a tool, and pneumatically or hydraulically controlled means for coupling the the plate and the mechanism.
De tels dispositifs permettent de changer automatiquement et rapidement un outil sur un robot, afin d'augmenter sa flexibilité et de le rendre multi-tâches. On peut ainsi effectuer différentes opérations telles qu'ébavurage, soudage, découpage, ... etc., sur un seul poste et avec un seul robot. Such devices make it possible to automatically and quickly change a tool on a robot, in order to increase its flexibility and make it multi-tasking. It is thus possible to carry out different operations such as deburring, welding, cutting, etc., on a single station and with a single robot.
Il existe bien entendu à l'heure actuelle sur le marché de nombreux modèles de changeurs d'outils adaptés à la charge à supporter, mais ils sont généralement assez encombrants, notamment en hauteur, ce qui augmente le porte-à-faux du robot et nuit à sa mobilité. There are of course currently on the market many models of tool changers adapted to the load to be supported, but they are generally quite bulky, especially in height, which increases the cantilever of the robot and impairs mobility.
La présente invention a donc pour but principal de remédier à cet inconvénient et, pour ce faire, elle a pour objet un changeur d'outils du type susmentionné qui se caractérise essentiellement en ce que les moyens de commande sont constitués par au moins un vérin actionnant une came en rotation, cette came entraînant radialement en translation un certain nombre de mors de verrouillage aptes à venir en prise sur un épaulement intérieur de la platine porte-outil, ledit vérin ayant son axe disposé perpendiculairement à l'axe général du changeur d'outils. The main object of the present invention is therefore to remedy this drawback and, to do this, it relates to a tool changer of the aforementioned type which is essentially characterized in that the control means consist of at least one actuating cylinder. a rotating cam, this cam driving radially in translation a certain number of locking jaws able to engage on an internal shoulder of the tool-holder plate, said cylinder having its axis disposed perpendicularly to the general axis of the changer tools.
On comprendra aisément que grâce à cette disposition du vérin de commande, l'ensemble du changeur d'outils peut avoir un encombrement en hauteur extrêmement faible. It will easily be understood that, thanks to this arrangement of the control jack, the assembly of the tool changer can have an extremely small overall size.
Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, il est prévu deux vérins disposés en parallèle de part et d'autre de la came et trois mors disposés à 1200 les uns des autres, la came étant pourvue de deux leviers diamétralement opposés venant en prise avec les tiges des deux vérins. In a particular embodiment of the invention, two jacks are provided arranged in parallel on either side of the cam and three jaws arranged 1200 from one another, the cam being provided with two diametrically opposite levers coming in taken with the rods of the two cylinders.
De préférence, l'entraînement des mors s'effectue par l'intermédiaire de rainures de guidage aménagées sur la came et dans lesquelles viennent s'engager des doigts solidaires desdits mors. Preferably, the jaws are driven by means of guide grooves arranged on the cam and in which engage fingers integral with said jaws.
De préférence également, les rainures de guidage présentent, dans la zone de verrouillage des mors, une pente faible rendant le système mécanique irréversible. Also preferably, the guide grooves have, in the jaw locking zone, a slight slope making the mechanical system irreversible.
On assure ainsi automatiquement et de façon sécuritaire le maintien de la charge en cas de coupure inopinée de l'alimentation hydraulique ou pneumatique des vérins. This ensures automatic and safe maintenance of the load in the event of an unexpected cut in the hydraulic or pneumatic supply to the cylinders.
On notera enfin que la conception particulière de ce changeur d'outils permet d'y aménager un passage central traversant de part en part le mécanisme du robot, ce qui peut être utile dans certaines applications particulières. Finally, it should be noted that the particular design of this tool changer makes it possible to arrange a central passage through it through the robot mechanism, which can be useful in certain particular applications.
Une forme d'exécution de l'invention est décrite ci-après à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue en perspective avec arrachement partiel d'un changeur d'outils conforme à la présente invention
- les figures 2 et 3 sont des vues simplifiées en plan illustrant le fonctionnement de ce changeur d'outils ; et
- la figure 4 est une vue en plan de la came rotative équipant ce changeur d'outils.An embodiment of the invention is described below by way of example, with reference to the accompanying drawings in which
- Figure 1 is a perspective view with partial cutaway of a tool changer according to the present invention
- Figures 2 and 3 are simplified plan views illustrating the operation of this tool changer; and
- Figure 4 is a plan view of the rotary cam fitted to this tool changer.
Le changeur d'outils représenté sur la figure 1 se compose essentiellement d'un mécanisme 1 de forme générale rectangulaire, destiné à être fixé en bout du bras d'un robot ou analogue, et d'au moins une platine telle que 2, de forme correspondante, destinée à recevoir un outil. The tool changer represented in FIG. 1 essentially consists of a mechanism 1 of generally rectangular shape, intended to be fixed at the end of the arm of a robot or the like, and of at least one plate such as 2, of corresponding shape, intended to receive a tool.
On notera dès maintenant que la platine 2 comporte un certain nombre de perçages tels que 3 situés en regard de perçages correspondants ménagés dans le mécanisme 1. It will now be noted that the plate 2 has a certain number of holes such as 3 situated opposite corresponding holes made in the mechanism 1.
Ces perçages sont destinés à recevoir des connecteurs électriques, pneumatiques ou hydrauliques, respectivement mâle et femelle, permettant de transmettre à la platine porte-outil 2 les fluides et signaux électriques nécessaires au bon fonctionnement de l'outil porté par celui-ci.These holes are intended to receive electrical, pneumatic or hydraulic connectors, respectively male and female, making it possible to transmit to the tool-holder plate 2 the fluids and electrical signals necessary for the proper functioning of the tool carried by the latter.
Par ailleurs, le mécanisme 1 est équipé de deux pions de centrage tels que 4 coopérant avec des bagues telles que 5 portées par la platine 2. Furthermore, the mechanism 1 is equipped with two centering pins such as 4 cooperating with rings such as 5 carried by the plate 2.
Les moyens de commande permettant d'accoupler la platine porte-outil 2 au mécanisme 1 et donc de fixer automatiquement un outil déterminé sur le robot, sont constitués essentiellement par deux vérins 6, portés par le mécanisme 1 et entraînant en rotation une came 7, laquelle entraîne à son tour radialement en translation trois mors de verrouillage 8, disposés à 1200 les uns des autres, susceptibles de venir prendre appui sur un épaulement intérieur circulaire 9 de la platine 2. The control means making it possible to couple the tool-holder plate 2 to the mechanism 1 and therefore to automatically fix a given tool on the robot, essentially consist of two jacks 6, carried by the mechanism 1 and driving in rotation a cam 7, which in turn drives radially in translation three locking jaws 8, arranged at 1200 from one another, capable of coming to bear on a circular inner shoulder 9 of the plate 2.
Conformément à l'invention, les deux vérins 6 sont disposés en parallèle de part et d'autre de la came 7 et perpendiculairement à l'axe général 10 du changeur. Autrement dit, ils viennent se loger longitudinalement dans l'épaisseur du mécanisme 1, ce qui confère à l'ensemble un encombrement en hauteur particulièrement faible. According to the invention, the two jacks 6 are arranged in parallel on either side of the cam 7 and perpendicular to the general axis 10 of the changer. In other words, they are housed longitudinally in the thickness of the mechanism 1, which gives the assembly a particularly small overall height.
Les vérins 6 sont ici de type pneumatique et ils sont essentiellement constitués par une tige 11 pourvue d'un piston 12 à clhacune de ses extrémités. L'ensemble tige-piston est monté coulissant dans une chambre cylindrique 13 aménagée dans l'épaisseur du mécanisme 1. The cylinders 6 are here of pneumatic type and they essentially consist of a rod 11 provided with a piston 12 at each of its ends. The rod-piston assembly is slidably mounted in a cylindrical chamber 13 arranged in the thickness of the mechanism 1.
L'entraînement en rotation de la came 7 s'effectue par l'intermédiaire d'une plaque circulaire 14 sur laquelle elle est fixée et qui est pourvue de deux leviers 15 diamétralement opposés, chacun de ces leviers venant en prise avec une pièce d'entraînement 16 prévue en partie médiane de la tige 11 de chacun des vérins 6. The cam 7 is driven in rotation by means of a circular plate 14 on which it is fixed and which is provided with two diametrically opposed levers 15, each of these levers engaging a piece of drive 16 provided in the middle part of the rod 11 of each of the jacks 6.
Quant aux mors de verrouillage 8, ils sont entraînés radialement en translation par l'intermédiaire de rainures de guidage 17 aménagées sur la came 7 et dans laquelle viennent en prise des doigts 18 solidaires desdits mors. Ainsi, lorsque l'on actionne les vérins 6, la came 7 est entraînée en rotation, dans un sens ou dans l'autre, et entraîne à son tour, grâce au profil particulier des rainures de guidage 17, les trois mors 8 en translation, depuis la position de déverrouillage représentée sur la figure 2, jusqu'à la position de verrouillage représentée sur la figure 3, ou inversement. As for the locking jaws 8, they are driven radially in translation by means of guide grooves 17 arranged on the cam 7 and in which the fingers 18 engage with said jaws. Thus, when the jacks 6 are actuated, the cam 7 is driven in rotation, in one direction or the other, and in turn drives, thanks to the particular profile of the guide grooves 17, the three jaws 8 in translation , from the unlocking position shown in Figure 2, to the locking position shown in Figure 3, or vice versa.
De façon connue en soi, les mors 8 sont biseautés à leur extrémité, comme représenté en 19, et viennent prendre appui sur des portées coniques correspondantes 20 aménagées sur l'épaulement intérieur 9 de la platine porte-outil 2. In a manner known per se, the jaws 8 are bevelled at their end, as shown in 19, and come to bear on corresponding conical surfaces 20 arranged on the inner shoulder 9 of the tool-holder plate 2.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, et ainsi qu'on peut le voir plus clairement sur la figure 4, le profil des rainures de guidage 17 de la came 7 présente deux pentes différentes. According to a particular characteristic of the invention, and as can be seen more clearly in FIG. 4, the profile of the guide grooves 17 of the cam 7 has two different slopes.
Dans la zone 21 de verrouillage des mors correspondant à la position de la figure 3, ces rainures de guidage ont une pente très faible, de l'ordre de 8 , ce qui rend le système mécanique totalement irréversible, compte tenu des frottements internes inhérents à un tel système. Ainsi, même en cas de coupure inopinée de l'alimentation des vérins 6, la platine porte-outil 2 reste fermement fixée sur le mécanisme 1. On assure donc de cette façon automatiquement la sécurité de maintien de la charge en cas de coupure d'énergie, sans l'aide d'aucun ressort comme dans la plupart des dispositifs connus du même genre. In the jaw locking zone 21 corresponding to the position of FIG. 3, these guide grooves have a very slight slope, of the order of 8, which makes the mechanical system completely irreversible, taking into account the internal friction inherent in such a system. Thus, even in the event of unexpected interruption of the supply to the jacks 6, the tool-holder plate 2 remains firmly fixed on the mechanism 1. This therefore automatically ensures the safety of maintaining the load in the event of a cut energy, without the help of any spring as in most known devices of the same kind.
Au contraire, dans la zone 22 de déverrouillage des mors correspondant à la position de la figure 2, les rainures de guidage 17 ont une pente beaucoup plus importante, voisine de 45 , autorisant un déplacement rapide des mors. On the contrary, in the jaw unlocking zone 22 corresponding to the position in FIG. 2, the guide grooves 17 have a much greater slope, close to 45, allowing rapid movement of the jaws.
Le changeur d'outils conforme à la présente invention est complété par un chapeau circulaire 23 venant recouvrir l'ensemble des trois mors de verrouillage 8 et qui contribue également au guidage en translation des mors, ce chapeau étant pourvu en son centre d'un perçage 24. On notera en effet que la conception particulière de ce changeur d'outils permet d'y aménager, le long de l'axe 10, un passage central 25 matérialisé par une bague 26 traversant de part en part le mécanisme 1, ce qui peut être très utile dans certaines applications particulières. The tool changer according to the present invention is completed by a circular cap 23 covering all three locking jaws 8 and which also contributes to the guiding in translation of the jaws, this cap being provided in its center with a bore. 24. It will in fact be noted that the particular design of this tool changer makes it possible to arrange there, along the axis 10, a central passage 25 materialized by a ring 26 passing right through the mechanism 1, which can be very useful in certain specific applications.
Claims (5)
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|---|---|---|---|
| FR9614385A FR2756205B1 (en) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | TOOL CHANGER FOR ROBOTS AND THE LIKE |
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|---|---|---|---|
| FR9614385A FR2756205B1 (en) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | TOOL CHANGER FOR ROBOTS AND THE LIKE |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2756205A1 true FR2756205A1 (en) | 1998-05-29 |
| FR2756205B1 FR2756205B1 (en) | 1999-02-05 |
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Family Applications (1)
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| FR9614385A Expired - Fee Related FR2756205B1 (en) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | TOOL CHANGER FOR ROBOTS AND THE LIKE |
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| FR (1) | FR2756205B1 (en) |
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- 1996-11-25 FR FR9614385A patent/FR2756205B1/en not_active Expired - Fee Related
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| FR2756205B1 (en) | 1999-02-05 |
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