FR2905622A1 - Manipulateur mecanique a mouvement en u et machine d'assemblage equipee de tels manipulateurs. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un manipulateur mécanique (200) de machine d'assemblage (202) et/ou de contrôle, du type comportant au moins un portique (204) qui est susceptible de se déplacer en translation suivant deux directions, caractérisé en ce que :- le portique (204) est solidaire d'un premier chariot (208), monté coulissant suivant la première direction (DL) par rapport à un premier plateau (209), qui est lié en translation suivant la seconde direction (DV) sensiblement aux extrémités de tiges (210, 212) de vérins (214, 216) coulissants suivant la seconde direction (DV) par rapport au bâti (207),- au moins un des vérins (214) est pivotant et est lié avec le premier chariot (208) par l'intermédiaire d'un mécanisme de transformation de mouvement- les vérins (214, 216) sont mus par un moyen d'entraînement unique.

Description

"Manipulateur mécanique à mouvement en U et machine d'assemblage équipée

de tels manipulateurs" La présente invention concerne un manipulateur mécanique destiné à équiper une machine d'assemblage ou de contrôle. La présente invention concerne plus particulièrement un manipulateur mécanique de machine d'assemblage et/ou de contrôle, du type comportant au moins un portique qui est susceptible de se déplacer en translation suivant une première direction, par rapport à un bâti fixe de la machine, entre une position arrière et une position avant, et qui est susceptible de se déplacer en translation suivant une seconde direction sensiblement perpendiculaire à la première direction entre une position basse et une position haute, is De tels manipulateurs, dit manipulateurs "pick and place", sont couramment utilisés dans des machines d'assemblage et de contrôle. Ces machines comprennent généralement un moteur unique qui sert à l'entraînement d'un carrousel d'assemblage 20 rotatif indexé, ainsi qu'à l'entraînement de manipulateurs qui sont disposés autour du carrousel d'assemblage. II existe deux types principaux de manipulateurs. Il existe en premier lieu des manipulateurs comportant un bras de sortie coulissant et pivotant. De tels manipulateurs sont 25 largement connus de l'état de la technique. Parmi ces manipulateurs, le mouvement combiné de pivotement et de coulissement du bras de sortie peut être obtenu par la superposition d'un mécanisme de pivotement et d'un mécanisme de coulissement, mus chacun par un arbre d'entrée 30 associé indépendant, et mis en oeuvre de manière combinée. De tels manipulateurs mettent alors en oeuvre un grand nombre d'éléments mécaniques et sont donc de ce fait particulièrement encombrants. 2905622 2 Le mouvement combiné de pivotement et de coulissement du bras de sortie peut être aussi obtenu à l'aide d'un mécanisme unique mû par un arbre d'entrée unique, ce qui permet de réduire le nombre d'éléments mécaniques mis en oeuvre, et donc de 5 proposer un manipulateur coulissant et pivotant particulièrement compact. De surcroît, l'utilisation d'un mécanisme unique permet une synchronisation parfaite des mouvements de pivotement et de coulissement, et par conséquent une grande précision de mise en position du bras du manipulateur. to Un tel manipulateur est par exemple décrit et représenté dans le document FR-A-2.857.289. II existe en second lieu des manipulateurs comportant un bras ou portique qui combine deux mouvements de translation, par exemple un mouvement de translation verticale et un mouvement de translation horizontale. Ces manipulateurs sont généralement appelés manipulateurs à mouvement en "U" car ils font se succéder un mouvement de montée, un mouvement de translation horizontale, et un mouvement de descente du portique. Ce type de manipulateur fait généralement appel à un mécanisme séparé pour chaque mouvement de translation, et à des moyens de synchronisation destinés à conjuguer les mouvements des deux mécanismes. De ce fait, ils s'avèrent relativement encombrants et ne permettent pas un positionnement précis du portique.

L'invention remédie à cet inconvénient en proposant un manipulateur dont les mécanismes de translation sont actionnés par un moyen d'entraînement unique. Dans ce but, l'invention propose un manipulateur du type décrit précédemment, caractérisé en ce que : - le portique est solidaire d'un premier chariot, monté coulissant suivant la première direction par rapport à un premier plateau, 2905622 3 - le premier plateau est lié en translation suivant la seconde direction sensiblement aux extrémités de tiges de vérins coulissants suivant la seconde direction par rapport au bâti, - au moins un des vérins est un vérin coulissant et pivotant 5 entre une première et une seconde positions angulaires dont la tige est liée en en translation au premier plateau suivant la seconde direction par l'intermédiaire d'un palier, traverse le premier plateau, et porte à son extrémité un bras, interposé entre le premier plateau et le premier chariot, dont l'extrémité libre est io susceptible de coopérer avec le premier chariot pour transformer le mouvement de pivotement de la tige entre ses deux positions angulaire en un mouvement de translation du chariot suivant la première direction entre sa position arrière et sa position avant. - les vérins sont mus par un moyen d'entraînement unique.

15 Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - le mouvement de translation et le mouvement de pivotement de la tige du vérin coulissant et pivotant sont commandés chacun par un mécanisme à came comportant un profil de came et un élément suiveur de came, les deux cames de 20 translation et de pivotement étant solidaires en rotation d'un premier arbre d'entrée sensiblement parallèle à la tige, le profil de la came de translation étant globalement transversal à l'arbre d'entrée, et la tige du vérin étant liée en translation à l'élément suiveur de came de translation, 25 - le mouvement de translation de la tige du vérin coulissant est commandé par un mécanisme à came comportant un profil de came et un élément suiveur de came, la came de translation étant solidaire en rotation d'un second arbre d'entrée sensiblement parallèle à la tige, le profil de la came de translation étant 30 globalement transversal à l'arbre d'entrée, et la tige du vérin étant liée en translation à l'élément suiveur de came de translation, - les premier et second arbres d'entrée des vérins sont entraînés simultanément en rotation par un moyen d'entraînement unique, 2905622 4 - une face supérieure du premier plateau porte à chacune de ses extrémités un rail dont les deux chemins de roulement parallèles opposés, perpendiculaires au plan de la face supérieure du premier plateau, coopèrent avec des rouleaux d'une 5 douille associée portée par une extrémité correspondante d'une face inférieure du premier chariot, - une première extrémité libre du bras porté par le vérin pivotant/coulissant porte un galet, d'axe sensiblement perpendiculaire à la face inférieure du premier chariot, qui est reçu entre lo deux faces opposées d'une lumière oblongue d'orientation transversale par rapport à la première direction, formé dans un élément fixé sous la face inférieure du premier chariot, pour former un mécanisme de transmission permettant de transformer le mouvement de pivotement de la tige entre ses deux positions 15 angulaire en un mouvement de translation du premier chariot suivant la première direction entre sa position arrière et sa position avant, - le premier plateau reçoit une première douille dont une collerette est fixée à la face supérieure du premier plateau et dont 20 une portée extérieure est reçue dans un perçage du premier plateau, un alésage interne de la première douille recevant l'extrémité de la tige du vérin coulissant et la première douille étant fixée à l'extrémité de la tige dudit vérin coulissant par une vis associé à une rondelle qui est reçue dans la tige du vérin, 25 - le premier plateau comporte un perçage recevant un boîtier recevant une cage extérieure d'un roulement dont une cage intérieure est reçue sur un épaulement de la tige du vérin coulissant/pivotant, - une seconde extrémité du bras est conformée sous la 30 forme d'une deuxième douille fendue qui est serrée sur l'extrémité de la tige du vérin pivotant/coulissant et dont une face transversale d'extrémité inférieure sollicite une face supérieure d'extrémité d'une troisième douille tubulaire dont une face inférieure d'extrémité est reçue en butée contre la cage intérieure 2905622 5 du roulement, pour déterminer simultanément la position de la seconde extrémité du bras et immobiliser la cage intérieure du roulement sur l'épaulement de la tige du vérin pivotant/coulissant, - le premier chariot comporte deux portiques identiques qui 5 sont fixés sur la face supérieure du premier chariot. L'invention concerne aussi une machine, notamment pour l'assemblage et/ou le contrôle de pièces, comportant au moins un groupe de manipulateurs mécaniques agencés autour d'un carrousel d'assemblage rotatif qui est entraîné en rotation autour io d'un axe vertical, du type comportant un moteur principal qui entraîne en rotation les premier et second arbres d'entrée des vérins des manipulateurs, caractérisée en ce que les manipulateurs sont du type décrit précédemment, et en ce que le moteur principal comporte une poulie motrice d'axe vertical qui entraîne 15 simultanément en rotation les premier et second arbres d'entrée de tous les manipulateurs dudit groupe au moyen d'une courroie unique formant le moyen d'entraînement unique engrenant avec des première et seconde poulies associées à chaque premier et second arbre d'entrée de chaque manipulateur.

20 Selon d'autres caractéristiques de la machine : - le carrousel d'assemblage est entraîné en rotation par le moteur principal, -le carrousel d'assemblage est entraîné en rotation par l'intermédiaire d'un indexeur angulaire entraîné en rotation par le 25 moteur principal, avec interposition d'un dispositif de renvoi d'angle, - la machine comporte au moins un galet enrouleur qui coopère avec la courroie de manière que l'arc d'enroulement de la courroie sur chaque poulie d'entraînement soit optimal, 30 - les éléments mécaniques commandant les mouvements des vérins de chaque manipulateur sont agencés sous le niveau d'un bâti portant le carrousel d'assemblage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la 2905622 6 compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective qui représente schématiquement un manipulateur mécanique réalisé conformé-5 ment aux enseignements de l'invention ; - la figure 2 est une vue de dessus qui représente le manipulateur de la figure 1 avec son portique occupant sa position arrière ; - la figure 3 est une vue de dessus qui représente le 10 manipulateur de la figure 1 avec son portique occupant sa position avant ; - la figure 4 est une vue en coupe par le plan 4-4 de la figure 2 qui représente le manipulateur de la figure 1 avec son portique occupant sa position basse ; 15 - la figure 5 est une vue en coupe par le plan 4-4 de la figure 2 qui représente le manipulateur de la figure 1 avec son portique occupant sa position haute ; - la figure 6 est une vue en coupe de détail par le plan 4-4 de la figure 2 illustrant le détail des éléments constitutifs du vérin 20 coulissant/pivotant ; - la figure 7 est une vue en perspective qui représente schématiquement une machine équipée de manipulateurs conformément aux enseignements de l'invention ; - la figure 8 est une vue de dessous qui représente 25 schématiquement la machine de la figure 7. Pour la description de l'invention, on adoptera à titre non limitatif les directions verticales, longitudinales et transversales selon le repère DV, DL et DT indiqué sur les figures. Dans la description qui va suivre, des éléments identiques, 30 similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence. On a représenté sur les figures 1 à 5 un manipulateur mécanique 200 réalisé conformément à l'invention.

2905622 7 De manière connue, le manipulateur mécanique 200 est un manipulateur qui est destiné à une machine 202 d'assemblage et/ou de contrôle du type de celle qui a été représentée aux figures 7 et 8.

5 Un tel manipulateur 200 comporte au moins un portique 204 qui est susceptible de se déplacer en translation suivant une première direction "DL", par rapport à un bâti fixe 207 de la machine 202 qui a été représenté figure 7, entre une position arrière, représentée figure 2, et une position avant, représentée io figure 3, et qui est aussi susceptible de se déplacer en translation suivant une seconde direction "DV" sensiblement perpendiculaire à la première direction entre une position basse, représentée figure 4, et une position haute, représentée figure 5. Le portique 204 peut par exemple être équipé à son 15 extrémité libre 206 de tout outil d'assemblage et/ou de contrôle propre à l'usage particulier de la machine. Par exemple, de manière non limitative de l'invention, l'extrémité libre 206 du portique 204 peut être équipée d'une pince destinée à assurer la saisie d'objets de petites dimensions.

20 Conformément à l'invention, comme l'illustrent les figures 1 à 5, le manipulateur 200 combine deux mouvements de translation, et à cet effet : - le portique 204 est solidaire d'un premier chariot 208, qui est monté coulissant suivant la première direction "DL" par 25 rapport à un premier plateau 209, comme représenté notamment aux figures 2 et 3, le premier plateau 209 est lié en translation suivant la seconde direction "DV" sensiblement aux extrémités de tiges 210, 212 de vérins 214, 216 coulissants suivant la seconde direction 30 "DV" par rapport au bâti, comme représenté notamment aux figures 4 et 5, - au moins un des vérins, par exemple le vérin 214, est un vérin coulissant et pivotant entre une première position angulaire, représentée figure 2, et une seconde position angulaire, 2905622 8 représentée figure 3, dont la tige 210 est liée en en translation au premier plateau 209 suivant la seconde direction "DV" par l'intermédiaire d'un palier 218, traverse le premier plateau 209, et porte à son extrémité un bras 220, interposé entre le premier 5 plateau 209 et le premier chariot 208, dont l'extrémité libre 222 est susceptible de coopérer avec le premier chariot 208 pour transformer le mouvement de pivotement de la tige 210 entre ses deux positions angulaires en un mouvement de translation du premier chariot 208 associé suivant la première direction "DL" io entre sa position arrière et sa position avant. Avantageusement, les vérins 214 et 216 sont mus par un moyen d'entraînement unique, qui sera décrit plus en détail dans la suite de la présente description. Sur la figure 6, on a représenté un vérin 214 mécanique 15 coulissant et pivotant 214 tel que connu de l'état de la technique et qui est destiné à être utilisé pour la réalisation du manipulateur mécanique 200, conformément aux enseignements de l'invention. Le vérin 214 comporte une tige de sortie 210 d'axe "Al" sensiblement vertical qui est susceptible de se déplacer en 20 translation axiale, par rapport à un support fixe 14, qui est par exemple destiné à être fixé au bâti 206. Cette tige 210 est mobile entre une position basse, représentée figure 6, et une position haute (non représentée), et elle est susceptible de pivoter autour de son axe "Al", parallèle à la direction "DV", entre une première. 25 position angulaire et une seconde position angulaire. Le mouvement de translation et le mouvement de pivotement de la tige de sortie 210 sont commandés chacun par un mécanisme à came 16, 18 comportant un profil de came 20, 22, qui sera désigné par "came 20, 22", et un élément suiveur de 30 came 24, 26 associé. Les éléments suiveurs de came 24, 26 sont liés, respectivement en translation et en pivotement, à la tige de sortie 210.

2905622 9 Chaque came 20, 22 est solidaire en rotation d'un arbre d'entrée 28 qui est entraîné en rotation autour de son axe "A2", lui aussi parallèle à la direction "DV", par rapport au support 14. Selon le mode de réalisation représenté ici, le tronçon 5 intermédiaire 30 de l'arbre d'entrée 28 est monté libre à rotation dans une boîte à roulements 32 qui est fixée sur le support 14. La boîte à roulements 32 comporte des roulements qui permettent de guider en rotation et de retenir axialement l'arbre d'entrée 28. io L'arbre d'entrée 28 est donc sensiblement parallèle à la tige de sortie 210. Le profil de la came de translation 20, ou came radiale, est globalement transversal à l'arbre d'entrée 28. La came de translation 20 est du type came cloche, c'est-à-dire que le profil 15 de came 20 est défini par la longueur des génératrices de l'extrémité libre annulaire d'un cylindre creux coaxial à l'arbre d'entrée 28. La surface de commande 34 de la came de translation 20 est orientée globalement vers le haut.

20 La came de translation 20 est rapportée sur le tronçon d'extrémité inférieure 36 de l'arbre d'entrée 28 et elle est solidaire en rotation de celui-ci. La tige de sortie 210 est liée en translation, selon son axe vertical "Al", à l'élément suiveur de came de translation 24.

25 A cet effet, l'élément suiveur de came de translation 24 est monté sur un second chariot 38 mobile par rapport au support 14, et la tige de sortie 210 est liée en translation au second chariot 38 et est libre en rotation par rapport au second chariot 38. Le second chariot 38 comporte un boîtier principal 40 dans 30 lequel sont agencés des roulements 42 de manière à former un palier inférieur pour le tronçon d'extrémité inférieure 44 de la tige de sortie 210. Le palier inférieur 40 guide la tige de sortie 210 en rotation et il retient axialement la tige de sortie 210. 2905622 io De plus, le second chariot 38 comporte un montant 46 qui s'étend sensiblement verticalement vers le bas, à partir d'une paroi latérale du boîtier principal 40. L'élément suiveur de came de translation 24 est constitué 5 par un galet qui est monté libre à rotation, autour d'un axe radial "A3", sur le montant 46, de manière qu'il soit verticalement en contact avec la surface de commande 34 de la came de translation 20 et qu'il suive le profil de la came de translation 20 en roulant sans glissement sur la surface de commande 34. io Avantageusement, le second chariot 38 est guidé en coulissement axial par rapport au support 14 au moyen d'un rail de guidage vertical (non représenté), qui est par exemple fixé sur une paroi verticale principale du support 14, et il comporte deux chemins de roulement verticaux parallèles opposés qui coopèrent is avec des billes (non représentées) montées dans le second chariot mobile 38. Selon le mode de réalisation représenté, le support 14 comporte une plaque transversale supérieure 52 munie d'un trou axial 54 pour le passage de la tige de sortie 210, dont l'extrémité 20 s'étend axialement vers le haut, au-dessus de la plaque supérieure 52, et traverse le premier plateau 209 qui a été représenté à la figure 1. De préférence, une douille 58 coaxiale à la tige de sortie 210 est fixée sur la face supérieure 60 de la plaque supérieure 25 52, de manière à guider la tige de sortie 210 en rotation. La douille 58 comporte, par exemple, un coussinet auto-lubrifiant (non représenté) au voisinage de son extrémité axiale supérieure. De préférence, le profil de la came de pivotement 22, ou 30 came axiale, est globalement parallèle à l'arbre d'entrée 28. Selon le mode de réalisation représenté ici, la surface de commande 62 de la came de pivotement 22 est orientée globalement radialement vers l'extérieur, par rapport à l'axe "A2".

2905622 Il La came de pivotement 22 est rapportée sur le tronçon d'extrémité supérieure 64 de l'arbre d'entrée 28 et elle est montée solidaire en rotation de celui-ci. Selon une caractéristique de l'invention, la tige de sortie 5 210 est liée en pivotement, autour de son axe vertical "Al", à l'élément suiveur de came de pivotement 26. A cet effet, l'élément suiveur de came de pivotement 26 est monté sur un second plateau annulaire 65 pivotant autour de l'axe "Al" de la tige de sortie 210, par rapport au support 14, et la tige to de sortie 210, liée en pivotement au second plateau 65, est libre en translation axiale par rapport au second plateau 65. Le second plateau 65 a globalement une forme cylindrique étagée et il comporte un tronçon cylindrique supérieur 66 qui est monté libre à rotation dans le trou 54 de la plaque supérieure 48, 15 au moyen de roulements 68. Le second plateau 65 est coaxial à la tige de sortie 210 et il est traversé de part en part par la tige de sortie 210, de manière que le second plateau 65 ne soit pas lié directement en rotation avec la tige de sortie 210.

20 Avantageusement, l'élément suiveur de came de pivotement 26 est constitué par un galet qui est monté, libre à rotation autour d'un axe vertical "A4", sous une face transversale inférieure 68 du second plateau 65, de manière qu'il vienne transversalement en contact avec la surface de commande 62 de 25 la came de pivotement 22 et qu'il suive le profil de la came de pivotement 22 en roulant sur la surface de commande 62. Le second plateau 65 comporte un doigt d'entraînement 70 sensiblement vertical qui est solidaire en rotation du second plateau 65.

30 Le doigt d'entraînement 70 a la forme d'une équerre en "L" retourné qui est rapportée sur le second plateau 65. Le doigt d'entraînement 70 comporte donc une portion sensiblement horizontale de support 72 qui s'étend sensiblement radialement vers l'extérieur, depuis un bord circonférentiel du second plateau 2905622 12 65, et une portion sensiblement verticale 74 comprenant deux faces verticales transversales parallèles 76 qui forment respectivement deux chemins verticaux de guidage, ou chemins de roulement.

5 La tige de sortie 210 comporte un bras de guidage 78 qui est solidaire en rotation et en translation de la tige de sortie 210 et qui est monté à coulissement axial sur les chemins de guidage 76 du doigt d'entraînement 70. Le bras de guidage 78, qui s'étend sensiblement 10 radialement par rapport à la tige de sortie 210, comporte une première extrémité 80 qui est serrée radialement sur un tronçon de la tige de sortie 210 sensiblement adjacent au tronçon d'extrémité inférieure 44, et une seconde extrémité 82 en forme de plaque verticale sensiblement orthogonale aux chemins de 1s guidage 76 opposés du doigt d'entraînement 70. Deux galets de guidage 84 opposés sont montés libres à rotation, autour de deux axes transversaux parallèles aux chemins de guidage 76, sur la face externe de la plaque verticale 82, de manière qu'ils roulent chacun sur un chemin de guidage 76 20 associé. Ce mode de réalisation n'est pas limitatif et il peut être remplacé par tous moyens équivalents, et par exemple par une inversion mécanique comportant un galet entre deux chemins de guidage. Les deux galets de guidage 84 sont agencés de part et 25 d'autre du doigt d'entraînement 70, et ils sont chacun en appui perpendiculairement sur le chemin de guidage 76 associé. La tige de sortie 210 est donc solidaire en pivotement du second plateau 65, indirectement, par l'intermédiaire du bras de guidage 78 et du doigt d'entraînement 70.

30 Avantageusement, un premier moyen élastique de rappel (non représenté) est monté sur le support 14 et est lié au second plateau pivotant 65, de manière à solliciter en permanence le second plateau 65 vers une position angulaire déterminée.

2905622 13 Le premier moyen de rappel est par exemple un ressort hélicoïdal à boudin de traction dont une première extrémité 88 est accrochée sur le second plateau 65 et dont une seconde extrémité 90 est accrochée sur le support 14.

5 De préférence, un second moyen élastique de rappel 92 est interposé axialement, par exemple entre le second plateau 65 et le bras de guidage 78, de manière à plaquer verticalement, ici vers le bas, le second chariot 38 contre la surface de commande 34 de la came de translation 20. lo Le second moyen de rappel 92 est un ressort hélicoïdal à boudin de compression. Avantageusement, une poulie crantée d'entraînement 94 est montée coaxialement sur le tronçon d'extrémité inférieure 36 de l'arbre d'entrée 28, sous la came de translation 20, ce qui 1s permet l'entraînement en rotation de l'arbre d'entrée 28 au moyen d'une courroie crantée (non représentée) coopérant avec la poulie 94. De préférence, les crans de la poulie 94 s'étendent globalement verticalement de manière non rectiligne, en vue 20 d'empêcher un glissement vertical de la courroie par rapport à la poulie 94, notamment sous l'effet de la pesanteur. Chaque cran a une forme globalement curviligne, en vue de face, et un profil transversal sensiblement triangulaire. Il sera compris que, en variante, la poulie 94 peut 25 comporter des crans rectilignes et des flasques prévus pour retenir la courroie sur la poulie 94. Avantageusement, le vérin 214 peut comporter un dispositif de verrouillage commandé qui est susceptible de coopérer avec le second chariot mobile 38 de manière à bloquer la tige de sortie 30 210 en translation. Le vérin coulissant 216 est sensiblement analogue au vérin coulissant pivotant, à cette différence qu'il ne comporte pas nécessairement de dispositif de suivi de came de pivotement, ni de came de pivotement. Le vérin 216 ne faisant pas l'objet de 2905622 14 l'invention, et pouvant du reste être facilement extrapolé à partir du vérin coulissant/pivotant 214, il ne sera pas décrit outre mesure dans la suite de la présente description. II sera compris que le vérin coulissant 216 comporte un arbre d'entrée qui est 5 entraîné par une poulie 95. Conformément à l'invention, les premier et second arbres d'entrée des vérins 214 et 216 sont entraînés simultanément en rotation par un moyen d'entraînement unique. A cet effet, les poulies d'entrée 94 et 95 des vérins 214 et 10 216 sont mues par un moyen d'entraînement unique, par exemple une courroie unique, qui sera décrite plus en détail dans la suite de la présente description. Pour assurer le coulissement du premier chariot 208 sur le premier plateau 209, une face supérieure 224 du premier plateau 15 209 porte à chacune de ses extrémités transversales un rail 226 dont deux chemins de roulement 228 parallèles opposés, perpendiculaires au plan de la face supérieure 224 du premier plateau 209 coopèrent avec des rouleaux (non représentés) d'une douille 230 associée portée par une extrémité correspondante 20 d'une face inférieure 234 du premier chariot 208. Le premier chariot 208 est donc libre de coulisser sans frottements sur le premier plateau 209. Par ailleurs, comme l'illustre notamment la figure 1, une première extrémité libre 222 du bras 220 porté par le vérin 214 25 pivotant/coulissant porte un galet 232, d'axe "A5" sensiblement perpendiculaire à la face inférieure 234 du premier chariot 208, qui est reçu entre deux faces opposées 236 d'une lumière oblongue 238 d'orientation transversale par rapport à la première direction "DL", formée dans un élément 240 fixé sous la face 30 inférieure 234 du premier chariot 208, pour former un mécanisme de transmission permettant de transformer le mouvement de pivotement de la tige 210 entre ses deux positions angulaires en un mouvement de translation du premier chariot 208 suivant la 2905622 15 première direction "DL" entre sa position arrière et sa position avant. Pour permettre la montée du premier plateau 209 entre sa position basse et sa position haute, comme l'illustrent les figures 5 1, 4, et 5, le premier plateau 209 reçoit une première douille 242 dont une collerette 244 est fixée à la face supérieure 224 du premier plateau 209, par exemple par l'intermédiaire de vis, et dont une portée extérieure 246 est reçue dans un perçage 248 du premier plateau 209, un alésage interne 250 de la première lo douille 242 recevant l'extrémité de la tige 212 du vérin coulissant 216 et la première douille 242 étant fixée à l'extrémité de la tige 212 dudit vérin 216 coulissant par une vis 252, associée à une rondelle 254, qui est reçue dans la tige 212 du vérin 216. Pour permettre la montée du premier plateau 209 entre sa 15 position basse et sa position haute tout en permettant la rotation de la tige 210 du vérin 214, le premier plateau 209 comporte, aux fins de réalisation du palier 218 de la figure 1, un perçage 256 recevant un boîtier 258 recevant une cage extérieure d'un roulement 260 dont une cage intérieure est reçue sur un 20 épaulement 262 de la tige 210 du vérin 214 coulissant/pivotant. Cette configuration a été représentée aux figures 4 et 5. L'accouplement de la tige de sortie 210 du vérin 244 aubras 220 est réalisé par l'intermédiaire d'une seconde extrémité 264 du bras conformée sous la forme d'une deuxième douille 25 fendue qui est serrée sur l'extrémité de la tige 210 du vérin pivotant/coulissant 214 et dont une face transversale d'extrémité inférieure 266 sollicite une face supérieure 268 d'extrémité d'une troisième douille tubulaire 270 dont une face inférieure 272 d'extrémité est reçue en butée contre la cage intérieure du 30 roulement 260, comme l'illustrent les figures 1 , 4 et 5. Cette configuration permet avantageusement de déterminer simultanément la position axiale de la seconde extrémité du bras et d'immobiliser la cage intérieure du roulement 260 sur l'épaulement 262 de la tige 210 du vérin 214 pivotant/coulissant.

2905622 16 Dans le mode réalisation préféré de l'invention, comme l'illustre la figure 1, le premier chariot 208 comporte deux portiques 206 identiques qui sont fixés à la face supérieure du chariot 208. Cette configuration n'est bien entendu pas limitative s de l'invention, et le premier chariot pourrait comporter un nombre supérieur ou inférieur de portiques 206, selon l'utilisation du manipulateur 200. Dans cette configuration, le manipulateur 200 fonctionne de la manière suivante : 10 L'arbre d'entrée 28 du vérin coulissant/pivotant 214 est entraîné en rotation de manière continue par une courroie crantée en prise avec la poulie 94. Il en est de même pour l'arbre d'entrée du vérin coulissant 216 dont la poulie 95 est entraînée simultanément.

15 On va tout d'abord décrire le fonctionnement du manipulateur 200 et plus particulièrement du vérin coulissant pivotant 214, le fonctionnement du vérin coulissant 216 étant analogue, exception faite de son absence de pivotement. Lorsque la poulie 94 est entraînée, les deux cames 20, 22 20 du vérin 214 sont entraînées simultanément en rotation avec l'arbre d'entrée 28. Le galet de translation 24 suit le profil de la came de translation 20. Le profil de la came de translation 20 est globalement 25 curviligne et il comporte une portion de hauteur maximale et une portion de hauteur minimale, liées par deux portions en pentes. Comme le galet de translation 24 est lié en translation à la tige de sortie 210, la tige de sortie 210 décrit, verticalement, le même mouvement que le galet 24.

30 La tige de sortie 210 se déplace donc verticalement d'une hauteur correspondant à la distance verticale entre la hauteur maximale et la hauteur minimale de la came de translation 20, ce qui provoque une montée de la même distance du premier plateau 209 et du premier chariot 208, et donc du ou des portiques 206.

2905622 17 Lorsque l'arbre d'entrée 28 décrit un tour complet autour de son axe "A2", la tige de sortie 210 décrit un aller-retour entre sa position basse et sa position haute, qui correspondent respectivement à la hauteur minimale et à la hauteur maximale de 5 la came de translation 20. Au cours de cette translation, la tige de sortie 210 se déplace axialement avec le bras de guidage 78 et le second chariot 38. La tige de sortie 210 est guidée axialement par son io coulissement dans la douille 58, par le coulissement du second chariot 38 sur le rail de guidage 48, et par le bras de guidage 78 dont les galets de guidage 84 suivent le doigt d'entraînement 70. Le déplacement de la tige de sortie 210 de sa position basse à sa position haute provoque simultanément un déplace- 15 ment équivalent du bras de guidage 78 par rapport au doigt d'entraînement 70 qui ne s'est pas déplacé verticalement. Le ressort de rappel 92 sollicite en permanence le second chariot 38 vers le bas. II permet notamment de rattraper les jeux verticaux.

20 Le galet de pivotement 26 suit le profil de la came de pivotement 22, qui effectue une rotation complète simultanément à la came de translation 20. De préférence, le profil de la came de pivotement 22 est globalement curviligne, et il comporte, par rapport à l'axe "A2", 25 une portion de rayon minimal et une portion de rayon maximal. Par ailleurs, le premier ressort de rappel maintient en permanence le galet de pivotement 26 en appui radialement contre la surface de commande 62 de la came de pivotement 22, et il sollicite le second plateau 65 vers sa première position 30 angulaire. Par conséquent, lorsque le galet de pivotement 26 est en contact avec la portion de rayon minimal, la distance entre le galet de pivotement 26 et l'axe "A2" de la came 22 est minimal, ce 2905622 18 qui correspond à la première position angulaire du second plateau 65, et à une extension minimale du premier ressort. Lorsque le galet de pivotement 26 est en contact avec la portion de rayon maximal, la distance entre le galet de pivotement 5 26 et l'axe A2 de la came 22 est maximal, ce qui correspond à la seconde position angulaire du second plateau 65, et à une extension maximale du premier ressort. Simultanément au pivotement du second plateau 65, la tige de sortie 210 est entraînée en pivotement autour de son axe "Al" io par l'intermédiaire du bras de guidage 78 qui est lui-même entraîné en pivotement, par rapport à l'axe "Al", par l'intermédiaire du doigt d'entraînement 70. Par conséquent, lorsque l'arbre d'entrée 28 décrit un tour complet, la tige de sortie 210 décrit un aller-retour entre ses deux 15 positions angulaires extrêmes, ce qui correspond à un aller et retour du bras 220 entre ses deux positions angulaires extrêmes et donc à un aller et retour du premier chariot 208. Suivant le procédé de commande du vérin 214, et suivant le cycle d'assemblage associé au manipulateur 10, il est possible 20 de bloquer la tige de sortie 210 en position haute au moyen du dispositif de verrouillage (non représenté) précédemment évoqué. Le rail de guidage 48 permet un positionnement précis du galet de translation 24 sur la surface de commande 34 de la came de translation 20, de manière que le galet de translation 24 suive 25 parfaitement le profil de la came de translation 20. Ce positionnement précis est reporté sur le premier plateau 209 et sur le premier chariot 208, et donc sur le positionnement du portique 204. On note que le vérin 214 n'utilise aucune liaison à rotation 30 par arbre cannelé, ce qui permet de s'affranchir des problèmes de jeux angulaires et d'usure associés à un tel type de liaison. Le vérin 214 permet d'obtenir une course verticale rectiligne importante de l'arbre de sortie 210, sans augmenter l'encombrement radial dudit vérin 214, tout en ayant un guidage 2905622 19 en translation fiable et précis. On bénéficie donc d'une course verticale importante du portique 204. Un autre avantage du vérin 214 est qu'il permet un positionnement très précis, en translation comme en pivotement.

5 La précision du positionnement angulaire est obtenue notamment par la coopération du doigt d'entraînement 70 avec les galets guidage 84 qui roulent sur les chemins de guidage 76 associés, ce qui permet une liaison en pivotement sans jeu entre la tige de sortie 210 et le galet suiveur de came de rotation 26.

10 Comme par ailleurs le bras 220 est lié au premier chariot 209 par l'intermédiaire du galet 232 reçu dans la lumière 238 avec un jeu réduit, on bénéficie donc d'un positionnement très précis du premier chariot 208 suivant la direction "DL". De préférence, les deux galets de guidage 84 du vérin 214 15 sont montés précontraints contre les chemins de guidage 76 associés du doigt d'entraînement 70. Un autre avantage du manipulateur 200 selon l'invention est que les vérins 10 peuvent être agencés sous un bâti porteur d'un carrousel d'assemblage. Ce type d'agencement permet 20 d'éviter que des éléments mécaniques d'entraînement qui seraient situés au-dessus du carrousel d'assemblage puissent polluer les pièces à assembler, situées sur le carrousel d'assemblage, par exemple des dépôts de graisse. Les figures 7 et 8 illustrent un exemple de réalisation d'une 25 machine mettant en oeuvre de tels manipulateurs 200. Sur les figures 7 et 8, on a représenté une machine 202 qui est réalisée conformément aux enseignements de l'invention. Cette machine 110 est prévue notamment pour permettre l'assemblage et/ou le contrôle de pièces.

30 Selon un exemple d'application, la machine 202 peut réaliser l'assemblage, le remplissage, et le contrôle de flacons de produit pharmaceutique, ou encore de clapets destinés au branchement de perfusions utilisés dans le domaine chirurgical.

2905622 20 Conformément aux enseignements de l'invention, la machine 202 comporte plusieurs manipulateurs mécaniques 200 qui sont agencés autour d'un carrousel 270 d'assemblage rotatif en forme de disque, entraîné en rotation autour de son axe 5 vertical A6. Chaque manipulateur comporte deux portiques 204. Selon le mode de réalisation représenté ici, le carrousel d'assemblage 270 comporte, sur sa face supérieure 272, un nombre déterminé de réceptacles 274 qui sont prévus pour recevoir chacun un flacon, un élément de flacon tel qu'un io bouchon, ou un élément de clapet (non représentés). De préférence, les réceptacles 274 sont agencés au voisinage du bord périphérique extérieur 276 du carrousel 270, et ils sont répartis angulairement de manière régulière, par rapport à l'axe "A6".

15 Avantageusement, le carrousel 270 est entraîné en rotation par un indexeur angulaire dont le pas angulaire correspond à l'écart angulaire entre deux réceptacles 274. Pour une position angulaire déterminée du plateau carrousel 270, chaque portique 204 de chaque manipulateur 270 20 est agencé globalement en vis-à-vis d'un réceptacle 274 associé. Conformément aux enseignements de l'invention, comme l'illustre la figure 8, la machine 202 comporte un moteur principal 278, par exemple un moteur électrique, équipé d'une poulie motrice 280 d'axe vertical "A7" qui entraîne simultanément en 25 rotation les arbres d'entrée 28 de tous les manipulateurs 10 au moyen d'une courroie principale unique crantée 282. Bien entendu, la notion de courroie unique s'entend pour un groupe de manipulateurs qu'elle entraîne simultanément et pour lesquels elle est la courroie unique qui leur est commune.

30 Toutefois, sans sortir du cadre de l'invention, l'arbre de sortie du moteur principal 278 peut entraîner plusieurs courroies crantées dont chacune est associée à un groupe de manipulateurs 200.

2905622 21 Avantageusement, l'indexeur est entraîné en rotation par le moteur principal 278. Selon le mode de réalisation représenté ici, l'arbre d'entrée 284 de l'indexeur 286 qui s'étend suivant une direction 5 sensiblement horizontale, comporte une poulie 288 qui est entraînée en rotation par le moteur principal 278 au moyen d'un dispositif de renvoi d'angle 290. Il sera compris que, sans changer la nature de l'invention, et par une simple inversion mécanique en variante (non 10 représentée), le moteur principal pourrait être agencé de manière à entraîner directement l'indexeur et dans ce cas la poulie motrice serait liée au moteur principal par un dispositif de renvoi d'angle. De préférence, la machine 110 comporte des galets enrouleurs 292 d'axes verticaux qui coopèrent avec la courroie 15 principale 282 de manière que l'arc d'enroulement de la courroie 282 sur la poulie d'entraînement 94, 95 de chaque manipulateur 10 soit optimal. De préférence, les éléments mécaniques commandant les mouvements de l'arbre de sortie 210, 212 de chaque vérin de 20 chaque manipulateur 200, sont agencés sous le niveau du bâti 207 portant le plateau d'assemblage 272, de même que le moteur principal 278 et la courroie principale 282. Selon le mode de réalisation représenté ici, le support 14 de chaque manipulateur 10 est fixé sur la face inférieure 138 25 d'une table 140, et le plateau d'assemblage 1210 est monté à rotation du côté de la face supérieure 142 de la table 140. Le fonctionnement de la machine 200 selon l'invention est suivant. Le moteur principal 278 est alimenté en courant électrique 30 de sorte qu'il entraîne en rotation les poulies d'entraînement 94, 95 des manipulateurs 200 et le dispositif 290 de renvoi d'angle par l'intermédiaire de la courroie principale 282.

2905622 22 La rotation des poulies d'entraînement 94, 95 induit la rotation des arbres d'entraînement 28 associés des manipulateurs 200c. La rotation du moteur 278 induit la rotation de l'indexeur 5 286, donc du carrousel d'assemblage 272. A chaque position angulaire indexée du carrousel d'assemblage 272 correspond un mouvement de translation suivant la direction "DV" et/ou suivant la direction "DL" du portique 204 d'au moins un manipulateur 200, de sorte qu'un io élément de manipulation, par exemple une pince de préhension (non représentée), qui est agencé à l'extrémité de chaque portique 204, effectue une opération sur la pièce (non représentée) placée dans le réceptacle 274 associé. On note que la machine 202 peut comporter des dispositifs 15 de contrôle des pièces qui sont intercalés angulairement entre deux manipulateurs 200, de manière par exemple à vérifier que l'opération qui devait être effectuée par le manipulateur 200 en amont, suivant le sens de rotation, a été réalisée correctement. La machine 202 selon l'invention présente notamment 20 l'avantage de ne nécessiter qu'une seule courroie 282 pour entraîner tous les manipulateurs 200 d'un groupe donné de manipulateurs. De plus, grâce à la compacité des manipulateurs 200 selon l'invention, il est possible d'agencer un grand nombre de 25 manipulateurs 200 autour d'un carrousel d'assemblage 272 de diamètre déterminé. Grâce aux manipulateurs 200 selon l'invention, la machine 202 ne comporte pas d'éléments mécaniques d'entraînement au-dessus du carrousel d'assemblage 272, ce qui permet de garantir 30 une propreté optimale du carrousel d'assemblage 272. Une telle propreté est particulièrement avantageuse dans une application pharmaceutique telle que le remplissage et/ou la fermeture de flacons contenant un produit pharmaceutique.

2905622 23 Bien entendu, selon des variantes de réalisation (non représentées) de l'invention, les manipulateurs 200 selon l'invention pourraient être entraînés par d'autres systèmes d'entraînement, par exemple par une chaîne et des pignons.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Manipulateur mécanique (200) de machine d'assemblage (202) et/ou de contrôle, du type comportant au moins un portique (204) qui est susceptible de se déplacer en translation suivant une première direction (DL), par rapport à un bâti fixe (207) de la machine (202), entre une position arrière et une position avant, et qui est susceptible de se déplacer en translation suivant une seconde direction (DV) sensiblement perpendiculaire à la première direction (DL) entre une position basse et une position io haute, caractérisé en ce que : - le portique (204) est solidaire d'un premier chariot (208), monté coulissant suivant la première direction (DL) par rapport à un premier plateau (209), 15 - le premier plateau (209) est lié en translation suivant la seconde direction (DV) sensiblement aux extrémités de tiges (210, 212) de vérins (214, 216) coulissants suivant la seconde direction (DV) par rapport au bâti (207), -au moins un des vérins (214) est un vérin coulissant et 20 pivotant entre une première et une seconde positions angulaires dont la tige (210) est liée en en translation au premier plateau (209) suivant la seconde direction (DV) par l'intermédiaire d'un palier (218), traverse le premier plateau (209), et porte à son extrémité un bras (220), interposé entre le premier plateau (209) 25 et le premier chariot (208), dont l'extrémité libre (222) est susceptible de coopérer avec le premier chariot (208) pour transformer le mouvement de pivotement de la tige (210) entre ses deux positions angulaires en un mouvement de translation du chariot (208) suivant la première direction (DL) entre sa position 30 arrière et sa position avant. - les vérins (214, 216) sont mus par un moyen d'entraînement unique.

2. Manipulateur mécanique (200) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mouvement de translation et le 2905622 25 mouvement de pivotement de la tige (210) du vérin (214) coulissant et pivotant sont commandés chacun par un mécanisme à came (16, 18) comportant un profil de came (20, 22) et un élément suiveur de came (24, 26), les deux cames (20, 22) de 5 translation et de pivotement étant solidaires en rotation d'un premier arbre d'entrée (28) sensiblement parallèle à la tige (210), le profil de la came de translation (20) étant globalement transversal à l'arbre d'entrée (28), et la tige du vérin (210) étant liée en translation à l'élément suiveur de came de translation (24). io

3. Manipulateur mécanique (200) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mouvement de translation de la tige du vérin coulissant est commandé par un mécanisme à came comportant un profil de came et un élément suiveur de came, la came de translation étant solidaire en rotation 15 d'un second arbre d'entrée sensiblement parallèle à la tige, le profil de la came de translation étant globalement transversal à l'arbre d'entrée, et la tige du vérin étant liée en translation à l'élément suiveur de came de translation.

4. Manipulateur (200) selon les revendications 2 et 3 prises 20 en combinaison, caractérisé en ce que les premier et second arbres d'entrée (28) des vérins (214, 216) sont entraînés simultanément en rotation par un moyen d'entraînement unique.

5. Manipulateur (200) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une face supérieure (224) du 25 premier plateau (209) porte à chacune de ses extrémités un rail (226) dont deux chemins (228) de roulement parallèles opposés, perpendiculaires au plan de la face supérieure (224) du premier plateau (209) coopèrent avec des rouleaux d'une douille (230) associée portée par une extrémité correspondante d'une face 30 inférieure (234) du premier chariot (208).

6. Manipulateur (200) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une première extrémité libre (222) du bras (220) porté par le vérin (214) pivotant/coulissant porte un galet (232), d'axe (A5) sensiblement perpendiculaire à la 2905622 26 face inférieure (234) du premier chariot (208), qui est reçu entre deux faces opposées (236) d'une lumière oblongue (238) d'orientation transversale par rapport à la première direction (DL), formée dans un élément (240) fixé sous la face inférieure (234) du 5 premier chariot (208), pour former un mécanisme de transmission permettant de transformer le mouvement de pivotement de la tige (210) entre ses deux positions angulaires en un mouvement de translation du premier chariot suivant la première direction (DL) entre sa position arrière et sa position avant. io

7. Manipulateur (200) l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier plateau (209) reçoit une première douille 242) dont une collerette (244) est fixée à la face supérieure (224) du premier plateau (209) et dont une portée extérieure (246) est reçue dans un perçage (248) du premier 15 plateau (209), un alésage interne (250) de la première douille (242) recevant l'extrémité de la tige (212) du vérin (216) coulissant et la première douille (242) étant fixée à l'extrémité de la tige (212) dudit vérin (216) coulissant par une vis (252) associé à une rondelle (254) qui est reçue dans la tige (212) du vérin 20 (216).

8. Manipulateur (200) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier plateau (209) comporte un perçage (256) recevant un boîtier (258) recevant une cage extérieure d'un roulement (260) dont une 25 cage intérieure est reçue sur un épaulement (262) de la tige (210) du vérin (214) coulissant/pivotant.

9. Manipulateur (200) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'une seconde extrémité (264) du bras (220) est conformée sous la forme d'une deuxième douille fendue qui 30 est serrée sur l'extrémité de la tige (210) du vérin (214) pivotant/coulissant et dont une face (266) transversale d'extrémité inférieure sollicite une face supérieure (268) d'extrémité d'une troisième douille (270) tubulaire dont une face inférieure (272) d'extrémité est reçue en butée contre la cage intérieure du 2905622 27 roulement (260), pour déterminer simultanément la position de la seconde extrémité (264) du bras (220) et immobiliser la cage intérieure du roulement (260) sur l'épaulement (262) de la tige (210) du vérin (214) pivotant/coulissant. 5

10. Manipulateur (200) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier chariot (208) comporte deux portiques (206) identiques qui sont fixés sur la face supérieure du premier chariot (208).

11. Machine (202), notamment pour l'assemblage et/ou le io contrôle de pièces, comportant au moins un groupe de manipulateurs mécaniques (200) agencés autour d'un carrousel d'assemblage rotatif (270) qui est entraîné en rotation autour d'un axe vertical (A4), du type comportant un moteur principal (278) qui entraîne en rotation les premier et second arbres d'entrée (28) 15 des vérins (214, 216) des manipulateurs (200), caractérisée en ce que les manipulateurs (200) sont réalisés selon les enseignements des revendications 1 à 10 prises en combinaison, et en ce que le moteur principal (278) comporte une poulie motrice (280) d'axe vertical (A7) qui entraîne 20 simultanément en rotation les premier et second arbres d'entrée (28) de tous les manipulateurs (200) dudit groupe au moyen d'une courroie unique (282) formant le moyen d'entraînement unique engrenant avec des première et seconde poulies (94, 95) associées à chaque premier et second arbre d'entrée de chaque 25 manipulateur (200).

12. Machine (202) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le carrousel d'assemblage (270) est entraîné en rotation par le moteur principal (278).

13. Machine (202) selon la revendication précédente, 30 caractérisée en ce que le carrousel d'assemblage (270) est entraîné en rotation par l'intermédiaire d'un indexeur angulaire (286) entraîné en rotation par le moteur principal (278), avec interposition d'un dispositif de renvoi d'angle (290). 2905622 28

14. Machine (202) selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un galet enrouleur (292) qui coopère avec la courroie (282) de manière que l'arc d'enroulement de la courroie (282) sur 5 chaque poulie d'entraînement (94, 95) soit optimal.

15. Machine (202) selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisée en ce que les éléments mécaniques commandant les mouvements des vérins (214, 216) de chaque manipulateur (200) sont agencés sous le niveau d'un io bâti (207) portant le carrousel d'assemblage (270).