FR2803586A1 - SUCTION GRIPPING HEAD WITH DEFORMABLE CAVITY PLATE - Google Patents
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Abstract
Tête de préhension par aspiration comprenant un caisson (1) ayant une semelle (2) percée d'orifices d'aspiration (3) et équipée d'une plaque de matériau déformable (8) comportant des perçages (9) traversant la plaque en regard des orifices d'aspiration (3) de la semelle (2), la plaque de matériau déformable (8) comportant des cavités (10) débouchant sur une face inférieure de la plaque et ayant des parois (11) inclinées vers un perçage (9) débouchant dans la cavité.Suction gripping head comprising a box (1) having a sole (2) pierced with suction openings (3) and equipped with a plate of deformable material (8) comprising bores (9) passing through the facing plate suction openings (3) of the sole (2), the plate of deformable material (8) comprising cavities (10) opening onto a lower face of the plate and having walls (11) inclined towards a bore (9) ) opening into the cavity.
Description
La présente invention concerne une tête deThe present invention relates to a head
préhension par aspiration.gripping by suction.
On connaît des systèmes de préhension et de transport de matériaux tels que des planches, des plaques de tôles ou des matériaux analogues. Ces systèmes comprennent une structure montée mobile le long d'un châssis et comportant une tête de préhension par aspiration. Dans les systèmes connus, les têtes de préhension par aspiration comprennent un caisson relié à un dispositif d'aspiration, généralement une turbine, porté par le châssis du système. Le caisson de la tête de préhension comporte une semelle supportant des rangées de compartiments indépendants comprenant chacun un orifice d'aspiration débouchant sur la face inférieure de la semelle. Afin d'assurer une bonne étanchéité entre la semelle et les articles saisis par la tête de préhension, il est connu du document FR-A2.495.592 d'équiper la semelle d'une plaque de matériau alvéolaire comportant des perçages en regard des orifices d'aspiration de la semelle du caisson. Afin d'assurer une mise en dépression sur une surface suffisante pour permettre le soulèvement des articles saisis par la tête de préhension, les perçages décrits dans ce document sont en forme de lumières oblongues disposées côte à côte selon des rangées. On prévoit dans ce document de réaliser la plaque de matériau alvéolaire selon une structure à cellules ouvertes ou partiellement fermées et de revêtir la paroi latérale des perçages avec une membrane semi-perméable évitant une trop Systems for gripping and transporting materials are known, such as boards, sheet plates or the like. These systems include a structure mounted movable along a chassis and comprising a suction gripping head. In known systems, the suction gripping heads comprise a box connected to a suction device, generally a turbine, carried by the chassis of the system. The gripping head box has a sole supporting rows of independent compartments each comprising a suction opening opening on the underside of the sole. In order to ensure a good seal between the soleplate and the articles gripped by the gripping head, it is known from document FR-A2.495.592 to equip the soleplate with a plate of cellular material comprising holes facing the orifices d suction of the box sole. In order to ensure a depression on a surface sufficient to allow the lifting of the articles gripped by the gripping head, the holes described in this document are in the form of oblong slots arranged side by side in rows. In this document, provision is made to produce the sheet of cellular material according to a structure with open or partially closed cells and to coat the lateral wall of the bores with a semi-permeable membrane avoiding excessive
grande déperdition de l'aspiration. great loss of suction.
Une tête de ce type est satisfaisante pour la préhension d'articles présentant une grande surface de contact avec la tête de préhension mais soulève des problèmes pour la préhension d'articles présentant au moins une dimension de faible importance, par exemple pour la préhension de baguettes ou pour la préhension de morceaux de bois de faible longueur, qui peuvent alors se présenter en biais par rapport aux perçages de la plaque de matériau alvéolaire, de sorte que les perçages qui sont insuffisamment recouverts ne peuvent pas être mis en dépression et ne participent donc pas à la préhension de A head of this type is satisfactory for gripping articles having a large contact surface with the gripping head but raises problems for gripping articles having at least one dimension of small importance, for example for gripping rods or for gripping pieces of wood of short length, which can then be biased with respect to the holes in the sheet of cellular material, so that the holes which are insufficiently covered cannot be placed under vacuum and therefore do not participate not gripping
l'article. En outre, la mise en place d'une membrane semi- the article. In addition, the establishment of a semi-membrane
perméable sur la paroi des lumières oblongues est une opération délicate qui augmente de façon sensible le coût de réalisation d'une tête de préhension conforme à ce document. Selon l'invention on prévoit une tête de préhension par aspiration comprenant un caisson ayant une semelle percée d'orifices d'aspiration et équipée d'une plaque de matériau déformable comportant en regard des orifices d'aspiration des perçages traversant la plaque et associés à des cavités débouchant sur la face inférieure de la plaque et ayant des parois inclinées vers un perçage permeable on the wall of the oblong openings is a delicate operation which appreciably increases the cost of producing a gripping head in accordance with this document. According to the invention there is provided a suction gripping head comprising a box having a sole pierced with suction openings and equipped with a plate of deformable material comprising opposite the suction openings holes passing through the plate and associated with cavities opening onto the underside of the plate and having walls inclined towards a bore
débouchant dans une cavité.opening into a cavity.
Ainsi, lors de la saisie d'un article, il suffit d'abaisser la tête de préhension pour provoquer un écrasement local du matériau déformable jusqu'à ce qu'un contact suffisant soit obtenu avec les parois de la cavité Thus, when gripping an article, it suffices to lower the gripping head to cause local crushing of the deformable material until sufficient contact is obtained with the walls of the cavity.
pour assurer une fermeture étanche de celle-ci. to ensure a tight closure thereof.
L'aspiration provoque alors une mise en dépression d'une surface qui est fonction du degré d'enfoncement du matériau déformable. Il est ainsi possible d'assurer une mise en dépression d'une surface importante tout en réalisant des perçages de faible dimension dans la plaque de matériau déformable. Selon une version avantageuse de l'invention, les perçages dans la plaque de matériau déformable comportent des inserts rigides. On évite ainsi une diminution de la section de passage des perçages lors de la mise en dépression de la cavité correspondante et il est donc possible de réduire encore la dimension des perçages, ce qui améliore les performances de la tête de préhension en diminuant le débit nécessaire pour son fonctionnement et en minimisant le nombre de cavités qui ne peuvent pas être fermées de façon étanche en particulier en bordure d'un article. D'autres caractéristiques et avantages de The suction then causes a depression of a surface which is a function of the degree of penetration of the deformable material. It is thus possible to ensure a depressurization of a large surface while making small holes in the plate of deformable material. According to an advantageous version of the invention, the holes in the plate of deformable material include rigid inserts. This avoids a reduction in the passage section of the bores during the depression of the corresponding cavity and it is therefore possible to further reduce the size of the bores, which improves the performance of the gripping head by reducing the flow required. for its operation and minimizing the number of cavities which cannot be sealed, in particular at the edge of an article. Other features and benefits of
l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui the invention will appear on reading the description which
suit d'un mode de réalisation préféré non limitatif de l'invention, en relation avec les figures ci-jointes parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue de dessous d'une partie d'une tête de préhension selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe agrandie selon la ligne II-II de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 2 d'une cavité selon une première variante de réalisation de l'invention, - la figure 4 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 2 d'une cavité selon une seconde variante de follows a preferred nonlimiting embodiment of the invention, in relation to the attached figures among which: FIG. 1 is a bottom view of part of a gripping head according to the invention, - Figure 2 is an enlarged sectional view along line II-II of Figure 1, - Figure 3 is a sectional view similar to that of Figure 2 of a cavity according to a first embodiment of the invention, - Figure 4 is a sectional view similar to that of Figure 2 of a cavity according to a second variant of
réalisation de l'invention.realization of the invention.
En référence aux figures 1 et 2, la tête de préhension selon l'invention comporte de façon connue en soi un caisson 1 ayant une semelle 2 percée d'orifices d'aspiration 3 associés à des compartiments 4 reliés à des collecteurs d'aspiration 5 par des orifices supérieurs 6 des compartiments 4, des orifices supérieurs 6 pouvant être obturés par des clapets 7 lorsque les compartiments 4 sont mis en dépression alors qu'aucun article n'est présent en With reference to FIGS. 1 and 2, the gripping head according to the invention comprises, in a manner known per se, a box 1 having a sole 2 pierced with suction orifices 3 associated with compartments 4 connected to suction collectors 5 by upper orifices 6 of the compartments 4, upper orifices 6 which can be closed by flaps 7 when the compartments 4 are placed under vacuum while no article is present in
regard des orifices d'aspiration 3 correspondants. look at the corresponding suction ports 3.
Selon l'invention, la tête de préhension comporte une plaque de matériau déformable 8, ici une plaque de matériau alvéolaire tel que de la mousse de matière plastique ou de la mousse de caoutchouc, comportant des perçages 9 qui traversent la plaque 8 en regard des orifices d'aspiration 3 de la semelle 2 du caisson et auxquels sont associées des cavités 10. Les cavités 10 débouchent sur la face inférieure de la plaque de matériau alvéolaire et ont des parois 11 qui sont inclinées vers le perçage 9 débouchant dans la cavité correspondante. Dans le mode de réalisation particulier illustré sur la figure 1, en l'absence d'objets saisis les cavités 10 ont un bord délimitant un pourtour rectangulaire et les parois inclinées des cavités sont sensiblement planes et forment avec un plan horizontal un angle d'environ 100. Les parois inclinées 11 se coupent selon des lignes d'intersection 12 qui convergent vers-les perçages 9 mais sont de préférence non sécantes au bord du perçage 9 afin de réaliser des conduits radiaux autour du perçage 9 correspondant même lorsque la plaque de matériau alvéolaire 2 est fortement écrasée en regard d'un perçage 9. Ces conduits radiaux sont particulièrement utiles lorsque les parois des cavités sont très faiblement inclinées par rapport à un plan horizontal, et peuvent également être réalisés sous forme de rainures dans les parois des cavités ou au contraire sous forme de nervures en saillie diminuant localement la déformation de la paroi. Ces conduits radiaux aident à maintenir en dépression par diffusion une surface aussi grande que possible de la partie d'article couverte par la partie correspondante d'une cavité. Pour éviter une réduction de la section de passage des perçages 9 lors de la mise en dépression d'une cavité 10, les perçages 9 sont de préférence équipés d'inserts rigides 13, par exemple des According to the invention, the gripping head comprises a plate of deformable material 8, here a plate of cellular material such as plastic foam or rubber foam, having holes 9 which pass through the plate 8 opposite the suction orifices 3 in the sole 2 of the box and with which cavities are associated 10. The cavities 10 open onto the underside of the sheet of cellular material and have walls 11 which are inclined towards the bore 9 opening into the corresponding cavity . In the particular embodiment illustrated in FIG. 1, in the absence of grasped objects, the cavities 10 have an edge delimiting a rectangular periphery and the inclined walls of the cavities are substantially plane and form an angle of approximately approximately with a horizontal plane. 100. The inclined walls 11 intersect along intersection lines 12 which converge towards the bores 9 but are preferably non-intersecting at the edge of the bore 9 so as to produce radial conduits around the corresponding bore 9 even when the material plate alveolar 2 is strongly crushed opposite a bore 9. These radial conduits are particularly useful when the walls of the cavities are very slightly inclined relative to a horizontal plane, and can also be produced in the form of grooves in the walls of the cavities or on the contrary in the form of projecting ribs locally reducing the deformation of the wall. These radial conduits help to maintain in vacuum by diffusion a surface as large as possible of the article part covered by the corresponding part of a cavity. To avoid a reduction in the passage section of the holes 9 during the depression of a cavity 10, the holes 9 are preferably equipped with rigid inserts 13, for example
tronçons de tube en matière plastique rigide. rigid plastic tube sections.
Pour minimiser l'usure de la plaque de matériau alvéolaire, ou pour modifier sa perméabilité dans le cas d'une mousse à cellules ouvertes ou semi-fermées, on peut avantageusement prévoir que celle-ci soit équipée d'une peau 14 sur sa face inférieure. Il convient toutefois de noter que la peau 14 diminue la flexibilité du matériau alvéolaire et sa capacité à épouser le contour des aspérités de la surface des articles à saisir. La peau 14 devra donc être réalisée de préférence en un matériau très souple. Cette peau peut être étanche ou semi-perméable et couvrir tout ou partie des parois des cavités. Elle peut être obtenue par simple projection ou application d'un produit sur les parois des cavités 10. Dans le cas d'une plaque en matériau alvéolaire réalisée par moulage la peau peut également être obtenue directement lors du moulage par To minimize the wear of the sheet of cellular material, or to modify its permeability in the case of a foam with open or semi-closed cells, it can advantageously be provided that it is equipped with a skin 14 on its face lower. It should however be noted that the skin 14 reduces the flexibility of the cellular material and its ability to conform to the contour of the roughness of the surface of the articles to be grasped. The skin 14 should therefore preferably be made of a very flexible material. This skin can be waterproof or semi-permeable and cover all or part of the walls of the cavities. It can be obtained by simple projection or application of a product on the walls of the cavities 10. In the case of a sheet of cellular material produced by molding, the skin can also be obtained directly during molding by
un traitement approprié de la surface de la plaque. appropriate treatment of the plate surface.
Lors de l'utilisation de la tête de préhension selon l'invention, celleci est progressivement abaissée vers des articles à saisir. La face inférieure de la plaque de matériau alvéolaire 8 vient tout d'abord en contact avec la surface supérieure des articles à saisir au niveau des zones 15 qui séparent les cavités 10. Compte tenu de la faible importance de ces zones, il est aisé de réaliser un écrasement du matériau alvéolaire constituant la plaque 8 même si celui-ci est un matériau à cellules fermées. Cet écrasement est réalisé jusqu'à ce que les arêtes supérieures ou la surface de l'article à saisir viennent en contact avec les parois des cavités 10 afin que les cavités correspondantes soient obturées de façon étanche par l'article 16 à soulever, ici une planche de bois. Ceci permet donc de soulever des articles ayant des dimensions plus faibles que le pourtour des cavités 10. On constate alors (voir figure 2) que la surface de l'article 16 mise en dépression est fonction de l'écrasement du matériau alvéolaire constituant la plaque 8. Pour obtenir une grande surface mise en dépression, il est donc souhaitable d'effectuer un écrasement aussi faible que possible de la plaque de matériau alvéolaire 8. Toutefois, lorsqu'un article se présente en travers d'une cavité, il est nécessaire d'assurer un écrasement suffisant du matériau alvéolaire pour que la partie de cavité contenant l'orifice d'aspiration 3 soit obturée de façon étanche. Le choix du matériau alvéolaire ainsi que la forme des cavités, le profil des parois et l'inclinaison de celles-ci seront donc choisis en fonction des articles à soulever. En particulier dans le cas de planches ou d'articles allongés, il est préférable de réaliser des cavités dont le bord délimite un pourtour rectangulaire comme illustré sur la figure 1. Pour des raisons de fabrication on peut prévoir un pourtour avec des angles arrondis. Dans le cas d'articles de dimensions plus équilibrées, par exemple dans le cas d'une préhension d'articles de forme carrée ou en forme de disque, on utilisera de préférence une tête de préhension comportant des cavités ayant un bord délimitant un pourtour polygonal When using the gripping head according to the invention, this is gradually lowered towards articles to be grasped. The underside of the sheet of cellular material 8 first comes into contact with the upper surface of the articles to be grasped at the level of the zones 15 which separate the cavities 10. Given the small size of these zones, it is easy to crush the cellular material constituting the plate 8 even if it is a closed cell material. This crushing is carried out until the upper edges or the surface of the article to be grasped come into contact with the walls of the cavities 10 so that the corresponding cavities are sealed off by the article 16 to be lifted, here a plank of wood. This therefore makes it possible to lift articles having smaller dimensions than the periphery of the cavities 10. It is then observed (see FIG. 2) that the surface of the article 16 placed under vacuum is a function of the crushing of the cellular material constituting the plate. 8. In order to obtain a large vacuumed area, it is therefore desirable to carry out as little crushing as possible of the sheet of cellular material 8. However, when an article is presented across a cavity, it is necessary to ensure sufficient crushing of the cellular material so that the portion of cavity containing the suction orifice 3 is sealed. The choice of cellular material as well as the shape of the cavities, the profile of the walls and the inclination of these will therefore be chosen according to the articles to be lifted. In particular in the case of boards or elongated articles, it is preferable to produce cavities whose edge delimits a rectangular periphery as illustrated in FIG. 1. For manufacturing reasons, it is possible to provide a periphery with rounded angles. In the case of articles of more balanced dimensions, for example in the case of a gripping of articles of square shape or in the shape of a disc, one will preferably use a gripping head comprising cavities having an edge delimiting a polygonal periphery
régulier ou circulaire.regular or circular.
De même, le profil optimum des parois ll des cavités dépend de la forme et de l'état de surface des articles à saisir. A titre d'exemple des parois 11 présentant un profil curviligne convexe comme illustré par la figure 3 permettent d'assurer une bonne étanchéité avec des articles de petite dimension ou disposés de façon transversale par rapport à la cavité en raison du faible écrasement qui est nécessaire pour fermer une cavité 10 de façon étanche quelle que soit la dimension ou l'orientation de l'article. En revanche ce type de profil entraîne une réduction rapide de la surface mise en dépression lors de l'écrasement du matériau alvéolaire 8. Lorsque l'on souhaite saisir ces articles de grande dimension, il est au contraire préférable de réaliser des cavités 10 avec des parois 11 présentant un profil curviligne concave comme illustré par la figure 4 afin de maintenir une grande partie de la surface en dépression quelque soit le degré d'écrasement du matériau alvéolaire 8. Des parois 11 planes constituent donc un compromis intéressant entre la capacité d'adaptation à des articles de dimensions variées tout en maintenant en dépression une surface d'une taille Likewise, the optimum profile of the walls 11 of the cavities depends on the shape and the surface condition of the articles to be grasped. By way of example, walls 11 having a convex curvilinear profile as illustrated in FIG. 3 make it possible to ensure a good seal with articles of small size or arranged transversely with respect to the cavity due to the low crushing which is necessary. to close a cavity 10 tightly whatever the size or orientation of the article. On the other hand, this type of profile results in a rapid reduction in the surface placed under vacuum during the crushing of the cellular material 8. When it is desired to grip these large articles, it is on the contrary preferable to produce cavities 10 with walls 11 having a concave curvilinear profile as illustrated in FIG. 4 in order to maintain a large part of the surface in depression whatever the degree of crushing of the cellular material 8. Flat walls 11 therefore constitute an interesting compromise between the capacity of adaptation to articles of various dimensions while maintaining under vacuum a surface of a size
satisfaisante permettant un soulèvement des articles. satisfactory allowing lifting of the articles.
A ce propos on remarquera que lors de la mise en dépression les parois planes ont tendance à prendre une forme curviligne qui est d'autant plus prononcée que la dépression est plus forte et lorsque le matériau alvéolaire est à cellules fermées. Il convient donc de tenir compte de ces données lors de la détermination de la forme et des dimensions des cavités. A ce propos on remarquera en outre qu'après préhension d'un article le degré d'écrasement tend à s'équilibrer automatiquement. En effet un écrasement trop important entraîne une diminution de la surface d'application de la dépression, cette diminution étant d'autant plus forte que l'inclinaison des parois par rapport à un plan horizontal est plus faible. Lorsque la surface d'application de la dépression est faible la force de sustentation de l'article est elle-même faible de sorte que sous l'effet de son poids l'article à tendance à s'écarter de la semelle du caisson. Ceci a pour effet d'augmenter la surface d'application de la dépression jusqu'à ce qu'un équilibre soit atteint entre le poids de l'article et la force de sustentation, à condition bien entendu que la force de sustentation maximale pouvant être In this regard, it will be noted that when the vacuum is applied, the flat walls tend to take a curvilinear shape which is all the more pronounced as the depression is stronger and when the cellular material is in closed cells. These data should therefore be taken into account when determining the shape and dimensions of the cavities. In this regard, it will also be noted that after gripping an article, the degree of crushing tends to balance automatically. In fact, an excessively large crushing causes a reduction in the surface area for applying the vacuum, this reduction being all the greater the lower the inclination of the walls relative to a horizontal plane. When the surface of application of the vacuum is low, the lifting force of the article is itself low so that under the effect of its weight the article tends to move away from the sole of the box. This has the effect of increasing the area of application of the vacuum until a balance is reached between the weight of the article and the lifting force, provided of course that the maximum lifting force can be
obtenue soit supérieure au poids de l'article. obtained is greater than the weight of the article.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que Of course, the invention is not limited to the embodiment described and it is possible to make alternative embodiments without departing from the scope of the invention such as
défini par les revendications.defined by the claims.
En particulier, bien que la plaque de matériau déformable ait été illustrée sous forme d'un matériau alvéolaire on peut réaliser celle-ci sous d'autres formes, par exemple sous forme d'une ou plusieurs poches en matière souple accrochées sous la semelle, remplies de liquide ou de petites billes, et comportant des oeillets en regard des In particular, although the plate of deformable material has been illustrated in the form of a cellular material, it can be produced in other forms, for example in the form of one or more pockets of flexible material hung under the sole, filled with liquid or small beads, and having eyelets facing the
orifices d'aspiration 3.suction ports 3.
Bien que la plaque de matériau alvéolaire ait été illustrée sous forme d'une seule couche homogène, on peut réaliser une plaque comportant différentes couches associées afin de réaliser une structure laminée adaptée à une application particulière. Plutôt que de mettre en place des inserts rigides 13 dans les perçages 9, on peut prévoir de réaliser une structure de plaque laminée comportant une couche relativement ferme en contact avec la semelle 2 du caisson et une couche plus molle en contact avec les Although the sheet of cellular material has been illustrated in the form of a single homogeneous layer, it is possible to produce a plate comprising different associated layers in order to produce a laminated structure suitable for a particular application. Rather than installing rigid inserts 13 in the holes 9, provision may be made to produce a laminated plate structure comprising a relatively firm layer in contact with the sole 2 of the box and a softer layer in contact with the
articles à soulever.items to lift.
Bien que l'invention ait été illustrée en relation avec une plaque de matériau alvéolaire en un seul morceau, on peut prévoir de réaliser celleci en plusieurs morceaux comprenant chacun une ou plusieurs rangées de cavités et disposés côte à côte sur la semelle de la tête de préhension. Bien que l'invention ait été illustrée avec des cavités 10 centrées sur les perçages 9, on peut prévoir des cavités décentrées par rapport aux perçages 9, en Although the invention has been illustrated in relation to a sheet of cellular material in a single piece, provision can be made for this in several pieces each comprising one or more rows of cavities and arranged side by side on the sole of the head of gripping. Although the invention has been illustrated with cavities 10 centered on the holes 9, it is possible to provide cavities offset from the holes 9,
particulier sur le pourtour de la tête de préhension. particularly around the perimeter of the gripping head.
Bien que l'invention ait été décrite en relation avec une tête de préhension comprenant des compartiments 4 dont l'ouverture supérieure peut être fermée par un clapet, la réduction de la dimension des ouvertures d'aspiration 3 qui est rendue possible par l'invention permet d'envisager dans certains cas de supprimer les compartiments 4 et de maintenir une aspiration à travers tous les orifices d'aspiration 3 même lorsque ceux-ci ne sont pas en regard Although the invention has been described in relation to a gripping head comprising compartments 4 whose upper opening can be closed by a valve, the reduction in the size of the suction openings 3 which is made possible by the invention allows to consider in some cases to remove the compartments 4 and maintain a suction through all the suction ports 3 even when these are not opposite
d'un article à soulever.of an item to be lifted.
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- 2001-01-09 EP EP01400035A patent/EP1118578A1/en not_active Withdrawn
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