FR2853274A1

FR2853274A1 - Robot industriel

Info

Publication number: FR2853274A1
Application number: FR0304098A
Authority: FR
Inventors: Marc Paita; Christian Dubois
Original assignee: ITW Cer SAS
Current assignee: ITW Cer SAS
Priority date: 2003-04-02
Filing date: 2003-04-02
Publication date: 2004-10-08
Anticipated expiration: 2023-04-02
Also published as: FR2853274B1

Abstract

Ce robot comprend un dispositif mobile (2) entre une première et une deuxième position, ainsi qu'un actionneur rotatif pourvu d'un arbre d'entraînement (6) pivotant autour d'un premier axe (A1).Un mécanisme (3), accouplant l'actionneur rotatif (1) au dispositif mobile (2) comprend:- une première manivelle d'entrée (7) montée sur l'arbre d'entraînement (6),- un arbre de sortie (5) dont est solidaire le dispositif mobile (2) et qui pivote autour d'un deuxième axe (A2),- une deuxième manivelle (8) dont est pourvu l'arbre de sortie (5), et- une bielle (9) reliant la deuxième manivelle (8) à la première manivelle (7).La bielle (9) et la première manivelle (7) pivotent l'une par rapport à l'autre autour d'un troisième axe (A3). La bielle (9) et la deuxième manivelle (8) pivotent l'une par rapport à l'autre autour d'un quatrième axe (A4). Au moins dans la première position, le premier (A1), le troisième (A3) et le quatrième (A4) axes sont sensiblement dans un même plan (P).

Description

La présente invention concerne un robot industriel, du

type comprenant un dispositif mobile entre deux positions extrêmes, ainsi qu'un actionneur rotatif prévu pour déplacer ce dispositif mobile.

Dans un tel robot connu, le dispositif mobile est monté sur l'arbre d'entraînement que comprend l'actionneur rotatif et il bascule entre les deux positions extrêmes.

Par conséquent, il est arrêté brusquement lorsqu'il arrive dans l'une de ces deux positions extrêmes. Il s'ensuit un 10 choc qui est d'autant plus important que ce dispositif mobile est lourd et donc difficile à stopper.

Malgré la présence d'amortisseurs, ce choc répété présente l'inconvénient d'ébranler considérablement le robot, si bien qu'il réduit la fiabilité et la durée de vie 15 de celui-ci. De plus, un tel choc limite la cadence à laquelle peut opérer le robot, cette cadence ne pouvant pas être augmentée sans accroître la vitesse et donc l'énergie cinétique que le dispositif mobile acquiert entre les deux positions extrêmes.

L'invention a donc au moins pour but de réduire l'importance de l'ébranlement d'un robot du type précité, lors de l'arrêt du dispositif mobile de ce robot dans une position extrême, sans diminuer la cadence à laquelle opère ce robot.

A cet effet, l'invention a pour objet un robot industriel, comprenant un dispositif mobile entre une première et une deuxième position, ainsi qu'un actionneur rotatif pourvu d'un arbre d'entraînement pivotant autour d'un premier axe, caractérisé en ce qu'il comporte un 30 mécanisme accouplant l'actionneur rotatif au dispositif mobile, ce mécanisme comprenant: - une première manivelle d'entrée montée sur l'arbre d'entraînement, - un arbre de sortie dont est solidaire le dispositif mobile et qui pivote autour d'un deuxième axe sensiblement parallèle au premier axe, - une deuxième manivelle dont est pourvu l'arbre de sortie, et - une bielle reliant la deuxième manivelle à la première manivelle, la bielle et la première manivelle pivotant l'une par rapport à l'autre autour d'un troisième axe parallèle au 10 premier axe, la bielle et la deuxième manivelle pivotant l'une par rapport à l'autre autour d'un quatrième axe parallèle au premier axe, et en ce qu'au moins dans la première position, le premier, le troisième et le quatrième axe sont sensiblement dans un même plan.

Selon d'autres caractéristiques avantageuses de ce robot industriel: dans la deuxième position, le premier, le troisième et le quatrième axe sont sensiblement dans un même plan; - entre la première et la deuxième position, la première manivelle est basculée sensiblement de 1800; - la distance entre le premier et le troisième axe est inférieure à la distance entre le deuxième et le quatrième axe; - entre la première et la deuxième position, la deuxième manivelle est basculée sensiblement de 900; - les premier et deuxième axes sont disposés de manière à s'étendre d'un même côté de la bielle au moins lorsque le dispositif mobile se trouve entre la première et 30 la deuxième position; et - le dispositif mobile comporte un vérin linéaire porté par l'arbre de sortie du mécanisme, ainsi qu'une tête de préhension montée à une extrémité de ce vérin linéaire. :3

L'invention sera bien comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue de côté d'un manipulateur conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue de face du manipulateur de la figure 1, - les figures 3, 4 et 5 sont des schémas de principe 10 qui illustrent la cinématique d'un mécanisme constitutif du manipulateur des figures 1 et 2, et - la figure 6 est un graphique représentant la relation entre les positions angulaires respectives de deux manivelles du mécanisme dont la cinématique est représentée 15 aux figures 3 à 5.

Sur les figures 1 et 2, il est représenté un robot industriel, qui est plus précisément un manipulateur. Ce dernier comprend un actionneur rotatif 1, un dispositif mobile 2 de transfert d'un objet non représenté, ainsi 20 qu'un mécanisme 3 accouplant l'actionneur rotatif 1 au dispositif de transfert 2. L'actionneur 1 et le mécanisme 3 sont montés sur un bâti 4 équipé de pieds 4a pour sa fixation sur un support. Le dispositif de transfert 2 est porté par un arbre de sortie 5 du mécanisme 3, cet arbre 5 25 étant monté à rotation à travers le bâti 4.

L'actionneur rotatif 1 est formé par un vérin rotatif, qui comprend un arbre d'entraînement 6 pivotant autour d'un axe A,, entre deux positions extrêmes.

Outre l'arbre 5, le mécanisme 3 comprend une manivelle 30 d'entrée 7, une manivelle menée 8 et une bielle 9 reliant ces deux manivelles 7 et 8 l'une à l'autre. La manivelle d'entrée 7 et la manivelle menée 8 sont respectivement fixées à l'arbre d'entraînement 6 et à l'arbre de sortie 5, lequel pivote autour d'un axe A2 parallèle à l'axe A,. La manivelle d'entrée 7 et la bielle 9, dont une extrémité est articulée au maneton 10 de cette manivelle 7, pivotent l'une par rapport à l'autre autour d'un axe A3 parallèle à l'axe A1. La manivelle menée 8 et la bielle 9, dont l'autre 5 extrémité est articulée au maneton 11 de cette manivelle 8, pivotent l'une par rapport à l'autre autour d'un axe A4 parallèle à l'axe A1. La distance di entre les axes A1 et A3 est inférieure à la distance d2 entre les axes A2 et A4.

Le dispositif de transfert 2 peut s'allonger afin 10 d'aller chercher ou déposer l'objet à transfert. A cet effet, il comporte un vérin linéaire 12 comprenant un corps 13 rigidement associé à l'arbre de sortie 5, ainsi qu'une tige 14 rétractable dans ce corps 13. Une ventouse V, formant tête de préhension de l'objet à transférer, est 15 solidaire de la tige rétractable 14.

En fonctionnement, l'arbre 6 de l'actionneur rotatif 1 effectue un mouvement de va-et-vient entre les deux positions extrêmes, représentées respectivement aux figures 3 et 5. Le mécanisme 3 et l'actionneur rotatif 1 sont 20 agencés de telle manière que, dans ces deux positions extrêmes, les axes A,, A3 et A4 soient sensiblement dans un même plan P. La figure 4 illustre une position intermédiaire que prend le mécanisme 3 lorsqu'il passe d'une position extrême 25 à l'autre. Dans cette position intermédiaire, les axes A, et A2 s'étendent d'un même côté de la bielle 9. En d'autres termes, cette bielle 9 ne passe pas entre les axes A1 et A2.

Le déplacement angulaire de la manivelle d'entrée 7 depuis la position extrême illustrée par la figure 3 est 30 repéré par un angle cc que fait un axe médian A7-A'7 de la manivelle 7 avec le plan P. Entre les deux positions extrêmes, cette manivelle d'entrée 7 est basculée de 1800, la valeur de l'angle a passant de 0 à 1800. Le déplacement angulaire de la manivelle 8 depuis la position extrême illustrée par la figure 3 est repéré par un angle P entre son axe médian A8-A'8 et le plan P. Entre les deux positions extrêmes, cette manivelle 8 est basculée de 900, la valeur de l'angle 3 passant de 0 à 900.

Sur le graphique de la figure 6, la courbe C représente l'évolution de l'angle f, en ordonnée, en fonction de celle de l'angle a, en abscisse. Elle possède une pente nulle, c'est-à-dire une tangente horizontale, au 10 niveau de ses deux points terminaux P, et P2, qui correspondent aux deux positions extrêmes représentées aux figures 3 et 5. Cette pente s'accroît rapidement lorsque l'on s'éloigne de chacun des points terminaux P1 et P2, si bien qu'à l'écart de ces derniers, par exemple au point P3 15 qui correspond à la position intermédiaire illustrée par la figure 4, elle est relativement importante.

Cela signifie que, selon la position du mécanisme 3, un certain déplacement angulaire de la manivelle d'entrée 7 n'induit pas le même déplacement angulaire de l'ensemble 20 formé par l'arbre 5, la manivelle 8 et le dispositif de transfert 2. En effet, au voisinage de chaque position extrême, il se traduit par un très petit déplacement angulaire de cet ensemble, alors que tel n'est pas le cas lorsque le mécanisme 3 est éloigné des deux positions 25 extrêmes.

Il s'ensuit que le choc lié à l'arrêt du dispositif de transfert 2 dans les positions extrêmes est considérablement amorti, voire supprimé, puisque l'ensemble formé par l'arbre 5, la manivelle 8 et le dispositif de 30 transfert 2 décélère progressivement à l'approche de chaque position extrême. De ce fait, conformément au but de l'invention, le manipulateur est peu ou pas ébranlé par les arrêts du dispositif de transfert 2, si bien que sa fiabilité et sa durée de vie sont augmentées et que la cadence à laquelle il fonctionne peut être accrue.

De plus, le dispositif de transfert 2 est mis en mouvement depuis chaque position extrême en étant accéléré 5 progressivement, ce qui a également un effet positif sur la durée de vie et la fiabilité du manipulateur.

L'invention de ne limite pas au mode de réalisation décrit précédemment. En particulier, le mécanisme 3 peut être agencé de telle manière que la manivelle 8 et l'arbre 10 5 ne puissent ralentir qu'à l'approche de l'une des deux positions extrêmes, même si, dans la plupart des cas, il est préférable que cela ait lieu à l'approche des deux positions extrêmes.

Claims

REVENDICATIONS

1. Robot industriel, comprenant un dispositif mobile (2) entre une première et une deuxième position, 5 ainsi qu'un actionneur rotatif (1) pourvu d'un arbre d'entraînement (6) pivotant autour d'un premier axe (A1) , caractérisé en ce qu'il comporte un mécanisme (3) accouplant l'actionneur rotatif (1) au dispositif mobile (2), ce mécanisme (3) comprenant: - une première manivelle d'entrée (7) montée sur l'arbre d'entraînement (6), - un arbre de sortie (5) dont est solidaire le dispositif mobile (2) et qui pivote autour d'un deuxième axe (A2) sensiblement parallèle au premier axe (A1), - une deuxième manivelle (8) dont est pourvu l'arbre de sortie (5), et - une bielle (9) reliant la deuxième manivelle (8) à la première manivelle (7), la bielle (9) et la première manivelle (7) pivotant l'une 20 par rapport à l'autre autour d'un troisième axe (A3) parallèle au premier axe (A1), la bielle (9) et la deuxième manivelle (8) pivotant l'une par rapport à l'autre autour d'un quatrième axe (A4) parallèle au premier axe (A1), et en ce qu'au moins dans la première position, le premier (A,), 25 le troisième (A3) et le quatrième (A4) axe sont sensiblement dans un même plan (P).

2. Robot selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la deuxième position, le premier (A1) , le troisième (A3) et le quatrième axe (A4) sont sensiblement 30 dans un même plan (P).

3. Robot selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'entre la première et la deuxième position, la première manivelle (7) est basculée (î) sensiblement de 1800.

4. Robot selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce que la distance (dl) entre le premier (A1) et le troisième axe (A3) est inférieure à la distance (d2) entre le deuxième (A2) et le quatrième axe (A4).

5. Robot selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'entre la première et la deuxième position, la deuxième manivelle (8) est basculée (D) sensiblement de 900.

6. Robot selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce que les premier (A1) et deuxième (A2) axes sont disposés de manière à s'étendre d'un même côté de la bielle (9) au moins lorsque le dispositif mobile (2) se trouve entre la première et la deuxième 15 position.

7. Robot selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce que le dispositif mobile (2) comporte un vérin linéaire (12) porté par l'arbre de sortie (5) du mécanisme (3), ainsi qu'une tête de préhension (V) 20 montée à une extrémité de ce vérin linéaire (12).