FR3057797A1 - Robot industriel de manipulation de chassis de moulage et installation de moulage comprenant au moins un tel robot - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un robot industriel (7) comprenant un bâti (8), un bras articulé (9) à au moins 4 axes et un organe effecteur (10) déplaçable dans l'espace par le bras articulé (9). L'organe effecteur (10) comprend des moyens de décrampage aptes à décramper deux châssis de moulage (C1, C2) disposés l'un sur l'autre, les moyens de décrampage étant formés par deux ensembles de décrampage (15) comprenant chacun une pièce formant crochet, ce par quoi le robot (7) est en mesure de décramper des châssis (C1, C2) par appui de la pièce formant crochet contre les crampes (31) puis par pivotement de celles-ci jusqu'à placer les pièces formant crochet sous les tourillons (30) du châssis de dessus (C1), permettant au robot (7) de le soulever et le manipuler, avant de revenir saisir les tourillons (30) du châssis de dessous (C2) pour le soulever et le manipuler.
Description
® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication : 3 057 797 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national : 16 70615
COURBEVOIE © IntCI8
B 25 J 9/16 (2017.01), B 65 G 47/52
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
| ©) Date de dépôt : 20.10.16. (© Priorité : | © Demandeur(s) : RC TECHNOLOGIES— FR. |
| @ Inventeur(s) : CAPPELLETTO RENZO. | |
| ©) Date de mise à la disposition du public de la demande : 27.04.18 Bulletin 18/17. | |
| ©) Liste des documents cités dans le rapport de recherche préliminaire : Se reporter à la fin du présent fascicule | |
| (© Références à d’autres documents nationaux apparentés : | ® Titulaire(s) : RC TECHNOLOGIES. |
| ©) Demande(s) d’extension : | © Mandataire(s) : CABINET CHAILLOT. |
FR 3 057 797 - A1
U4) ROBOT INDUSTRIEL DE MANIPULATION DE CHASSIS DE MOULAGE ET INSTALLATION DE MOULAGE COMPRENANT AU MOINS UN TEL ROBOT.
©) L'invention concerne un robot industriel (7) comprenant un bâti (8), un bras articulé (9) à au moins 4 axes et un organe effecteur (10) déplaçable dans l'espace par le bras articulé (9). L'organe effecteur (10) comprend des moyens de décrampage aptes à décramper deux châssis de moulage (C-|, C2) disposés l'un sur l'autre, les moyens de décrampage étant formés par deux ensembles de décrampage (15) comprenant chacun une pièce formant crochet, ce par quoi le robot (7) est en mesure de décramper des châssis (Ci, C2) par appui de la pièce formant crochet contre les crampes (31) puis par pivotement de cellesci jusqu'à placer les pièces formant crochet sous les tourillons (30) du châssis de dessus (Ci), permettant au robot (7) de le soulever et le manipuler, avant de revenir saisir les tourillons (30) du châssis de dessous (C2) pour le soulever et le manipuler.
ROBOT INDUSTRIEL DE MANIPULATION DE CHASSIS DE MOULAGE ET
INSTALLATION DE MOULAGE COMPRENANT AU MOINS UN TEL ROBOT
La présente invention concerne le domaine des lignes de moulage automatiques, et porte en particulier sur un robot industriel pour la manipulation de châssis de moulage et sur une installation de moulage comprenant au moins un tel robot industriel.
A l'heure actuelle, les lignes de moulage automatiques utilisées comprennent toutes un ensemble de machines mécaniques complexes assurant les différentes fonctions entre le décochage, à savoir la séparation du sable, de la pièce coulée et du châssis, et la fermeture des moules avant coulée, les moules étant formés par un châssis de dessus et un châssis de dessous serrés, à savoir remplis de sable formant l'empreinte de la ou des pièces à former, et rendus solidaires l'un au-dessus de l'autre.
L'une des solutions pour rendre solidaires les châssis consiste à utiliser des crampes : le châssis de dessous et le châssis de dessus sont chacun munis de deux tourillons sur des faces verticales opposées du châssis et sur chaque tourillon du châssis de dessus est montée une crampe servant à serrer le châssis de dessus et le châssis de dessous l'un contre l'autre et à les maintenir dans cette position.
Chaque crampe s'étend à partir d'un tourillon respectif et présente une extrémité libre en forme de crochet. Chaque crampe est montée à rotation autour de l'axe du tourillon respectif de façon à être déplaçable entre une position de serrage, dans laquelle l'extrémité en forme de crochet s'étend sous le tourillon correspondant du châssis de dessous, et une position de libération, dans laquelle la crampe a pivoté vers le haut de sorte que
| 1'extrémité | en forme de crochet ne se | situe | plus sous | le |
| tourillon du | châssis de dessous. | |||
| Dans la présente, le passage | de la | position | de | |
| serrage à | la position de libération | est | désigné | par |
| décrampage, | tandis que le passage de la | position | de | |
| libération | à la position de serrage | est | désigné | par |
| crampage. |
La présente invention utilise ce principe de solidarisation par crampes.
Une ligne de moulage automatique classique comprend tout d'abord, outre une machine à mouler, une machine de séparation du châssis de dessus et du châssis de dessous l'un vis—à-vis de l'autre et de dépose des châssis les uns derrière les autres sur un dispositif de type rampe à galets.
Est ensuite prévue une machine de nettoyage de l'intérieur des châssis ainsi séparés. Le plus souvent, cette machine de nettoyage consiste en un ensemble de brosses qui sont fixées à la périphérie d'un plateau mobile en translation sous l'action d'un vérin et qui épousent approximativement la forme intérieur du châssis à nettoyer. L'ensemble de brosses est ainsi amené à passer à travers le châssis pour nettoyer le sable resté collé sur les parois après le décochage. Cette opération de nettoyage est très difficile à réaliser correctement du fait que les brosses n'agissent que dans la seule direction de la translation du plateau.
A la suite de la machine de nettoyage se situe une machine de chargement de la machine à mouler, qui comprend soit un chariot équipé de pinces spéciales avec lesquelles les châssis vides, nettoyés, sont déposés sur une plaque-modèle de la machine à mouler, soit un vérin poussant l'ensemble des châssis vides, nettoyés, sur un convoyeur à galets jusqu'à ce que le premier châssis soit arrivé juste au-dessus de la plaque-modèle de la machine à mouler.
Est ensuite prévue une machine ou un dispositif du châssis qui vient d'être serré sur la machine qui peut consister soit en une rampe à galets sur le châssis est poussé par les châssis vides en la machine à mouler, soit en un chariot là encore pinces spéciales qui viennent prendre le châssis de sortie à mouler, laquelle amont de équipé de serré.
Le châssis serré est ensuite transféré à un premier retourneur assurant le retournement indispensable face moulée vers le haut pour le châssis de dessous, et également dans de très nombreux cas le retournement du châssis de dessus afin de pouvoir fraiser le ou les trous de coulée depuis le dessous afin de faciliter l'évacuation du sable et en même temps donner la possibilité à l'opérateur de vérifier la qualité de l'empreinte.
Est en outre prévue une ligne à galets dite ligne de remmoulage, sur laquelle roulent les châssis de dessus et de dessous et où l'opérateur peut déposer les éventuels noyaux et vérifier la qualité des empreintes.
La ligne de moulage comprend également une machine de fraisage du trou de coulée, qui consiste habituellement en un moteur électrique entraînant en rotation une fraise de forme adaptée qui vient creuser le trou de coulée dans le sable serré. Le fraisage du trou de coulée se fait sous le châssis de dessus qui a été préalablement retourné par le premier retourneur. Le positionnement de la fraise dans un plan horizontal se fait généralement par un chariot à deux axes croisés, ce qui ne permet pas de réaliser plusieurs trous de coulée ou d'autres cavités de type masselottes.
Un second retourneur, analogue au premier retourneur, est nécessaire pour retourner le châssis de dessus et le placer dans l'orientation approprié pour la coulée, à savoir trou de coulée dirigé vers le haut.
Enfin, la ligne de moulage comprend une machine de fermeture de moules, qui consiste en un plateau là encore équipé de pinces spéciales permettant de prendre le châssis de dessous et de le déposer sur un plateau ou un convoyeur, puis de prendre le châssis de dessus pour le placer sur le châssis de dessous afin d'obtenir un moule complet et fermé. La machine de fermeture comprend généralement un dispositif de fermeture de crampes qui évitent le soulèvement du moule durant la coulée. De par leur construction, les machines de fermeture présentent souvent des problèmes de précision qui peuvent entraîner des rebuts sur les pièces coulées.
Force est de constater que l'ensemble de ces machines est très complexe, lourd, volumineux, peu précis, coûteux et nécessite un niveau de maintenance très élevé. Une panne, même minime, sur l'une de ces nombreuses machines entraîne l'arrêt complet de la ligne de moulage et donc une perte de production.
Par ailleurs, les châssis à manipuler doivent être soigneusement usinés à l'extérieur pour permettre les différentes manipulations avec un minimum de précision.
La présente invention vise donc à diminuer le nombre de machines nécessaires dans une ligne de moulage automatique et à simplifier ces machines, tout en amenant un haut degré de précision de positionnement lors de la fermeture des moules.
La présente invention a pour objet un robot industriel comprenant un bâti, un bras articulé à au moins 4 axes et un organe effecteur déplaçable dans l'espace par le bras articulé, caractérisé par le fait que l'organe effecteur comprend des moyens de décrampage aptes à décramper deux châssis de moulage, à savoir un châssis de dessus et un châssis de dessous disposés l'un sur l'autre, le châssis de dessous étant muni de deux tourillons tandis que le châssis de dessus est muni de deux tourillons portant chacun une crampe de serrage présentant une extrémité formant crochet et déplaçable en rotation autour de l'axe du tourillon respectif entre une position de serrage, dans laquelle la crampe est sensiblement verticale et l'extrémité formant crochet est placée sous le tourillon correspondant du châssis de dessous et serre les châssis de dessus et de dessous l'un contre l'autre, et une position de libération, dans laquelle la crampe a pivoté vers le haut pour dégager l'extrémité formant crochet vis-à-vis du tourillon du châssis de dessous et ainsi permettre le soulèvement du châssis de dessus, les moyens de décrampage étant formés par deux ensembles de décrampage comprenant chacun une pièce formant crochet comprenant une partie centrale et une partie d'extrémité libre, la partie centrale présentant une face incurvée dite de saisie, dirigée vers le haut et apte à venir au contact d'un tourillon par le dessous, la partie d'extrémité libre présentant une face, dite de décrampage, verticale ou inclinée et apte à venir au contact d'une crampe en position de serrage, ce par quoi le robot est en mesure de décramper un châssis de dessus et un châssis de dessous par déplacement de l'organe effecteur pour que les faces de décrampage des ensembles de décrampage viennent appuyer contre les crampes puis les fassent pivoter de la position jusqu'à la position de libération, plaçant ainsi de saisie sous les tourillons du châssis de façon à permettre au robot de soulever et le châssis de dessus, avant de revenir saisir les du châssis de dessous pour le soulever et le de serrage les faces dessus de manipuler tourillons manipuler.
Il est avantageux de prévoir des châssis de moulage munis de tourillons à gorge triangulaire, auquel cas les faces de saisie des pièces formant crochet des ensembles de décrampage sont en V de façon à être aptes à venir se loger dans les gorges triangulaires des tourillons.
Chaque face de décrampage peut être formée par une plaque d'usure fixée sur la partie d'extrémité libre de la pièce formant crochet respective.
Chaque partie centrale d'une pièce formant crochet présente une face dite de serrage, opposée à la face de saisie, apte à venir en appui contre une face, dite d'appui pour serrage, d'une crampe, laquelle face d'appui pour serrage est orientée vers le haut lorsque la crampe est en position de serrage, ce par quoi le robot est en mesure de serrer un châssis de dessus sur un châssis de dessous par déplacement de l'organe effecteur pour que les faces de serrage viennent appuyer sur les faces d'appui pour serrage des crampes afin de forcer les crampes à pivoter dans la position de serrage, les faces de serrage étant, de préférence, formées par des plaques d'usure.
Selon un mode de réalisation particulier, l'organe effecteur comprend un palonnier de manutention présentant deux régions d'extrémité à partir de chacune desquelles s'étend l'un des ensembles de décrampage.
De préférence, l'organe effecteur est muni d'au moins une buse de soufflage d'air orientée pour souffler de l'air vers le bas, en direction d'une plaque-modèle lors d'un passage horizontal de l'organe effecteur au-dessus de ladite plaque-modèle après dépose d'un châssis sur celleci, afin d'assurer le nettoyage de la plaque-modèle par soufflage d'air.
De préférence, l'organe effecteur est muni d'au moins un pulvérisateur d'agent de démoulage orienté vers le bas pour pulvériser une quantité, de préférence prédéterminée, d'agent de démoulage sur une plaque-modèle lors d'un passage horizontal de l'organe effecteur audessus de ladite plaque-modèle après dépose d'un châssis sur celle-ci.
Selon un mode de réalisation particulier, l'organe effecteur est muni d'une unité rotative agencée pour venir en prise avec un châssis saisi par l'organe effecteur, en particulier un tourillon du châssis, et le faire tourner de 180° par rapport à un axe horizontal.
De préférence, le robot industriel selon la présente invention est muni d'au moins une caméra de surveillance orientée pour être apte à prendre des images d'un châssis saisi par l'organe effecteur.
Avantageusement, l'organe effecteur est muni de moyens de saisie de plaque-modèle aptes à verrouiller/déverrouiller une plaque-modèle vis-à-vis d'un porte plaque-modèle et à saisir ladite plaque modèle.
Les moyens de saisie de plaque-modèle pourront revêtir toute forme leur permettant d'assurer les fonctions de verrouillage/déverrouillage et de saisie, en fonction des caractéristiques des plaques-modèles. On pourrait ainsi prévoir comme moyens de saisie de plaque-modèle des bossages, des crochets, etc. Par exemple, lesdits moyens de saisie de plaque-modèle peuvent être quatre ergots étagés aptes à être introduits chacun dans un trou de prise ménagé dans un doigt de manutention et de verrouillage respectif porté par une plaque-modèle, ainsi que de quatre unités rotatives aptes chacune à faire tourner de 90°, par rapport à un axe vertical, un ergot étagé respectif dans les deux sens.
La présente invention a également pour objet une installation de moulage comprenant un convoyeur d'arrivée de châssis de moulage vide, sur lequel sont disposés une série de paires d'un châssis de dessus et d'un châssis de dessous crampés l'un à l'autre, un poste de nettoyage intérieur pour le nettoyage intérieur de châssis vide, une machine à mouler, un poste de fraisage de trou(s) de coulée et facultativement de masselotte(s), un poste de surfaçage et un convoyeur de sortie sur lequel les châssis de dessus et de dessous serrés sont disposés par paires l'un audessus de l'autre et crampés l'un à l'autre, caractérisée par le fait que l'installation de moulage comprend au moins un robot industriel tel que défini ci-dessus, disposé de façon à être apte à décramper et saisir un par un les châssis vides sur le convoyeur d'arrivée, à déplacer un châssis ainsi décrampé jusqu'au poste de nettoyage intérieur, puis à déposer un châssis nettoyé intérieurement dans la machine à mouler pour une opération de serrage, puis à saisir le châssis serré et à le déplacer jusqu'au poste de fraisage de trou (s) de coulée, ou jusqu'au poste de surfaçage, avant de déposer le châssis serré sur le convoyeur de sortie, soit directement sur ce dernier dans le cas d'un châssis de dessous, soit sur un châssis de dessous dans le cas d'un châssis de dessus avec crampage des châssis l'un à l'autre.
L'installation de moulage selon la présente invention peut comprendre deux robots industriels tels que définis ci-dessus, l'un des robots étant positionnés de façon à être apte à décramper et saisir un par un les châssis vides sur le convoyeur d'arrivée, à déplacer un châssis ainsi décrampé jusqu'au poste de nettoyage intérieur, puis à déposer un châssis nettoyé intérieurement dans la machine à mouler pour une opération de serrage, tandis que l'autre robot est apte à saisir un châssis serré sur la machine à mouler et à le déplacer jusqu'au poste de fraisage de trou(s) de coulée, ou jusqu'au poste de surfaçage, avant de déposer le châssis serré sur le convoyeur de sortie, soit directement sur ce denier dans le cas d'un châssis de dessous, soit sur un châssis de dessous
| dans le | cas d'un châssis de dessus avec | crampage | des | |
| châssis | 1'un à 1'autre. | |||
| Le poste de nettoyage intérieur | peut être | une | ||
| brosse | rotative à axe vertical, | contre | laquelle | les |
| surfaces | intérieures d'un châssis | vide à | nettoyer | sont |
amenées en contact par déplacement du châssis par un robot, de façon à nettoyer intérieurement le châssis vide. En variante, le poste de nettoyage intérieur pourrait également consister en des plaques de raclage montées sur des éléments souples, le châssis vide à nettoyer étant monté et descendu autour des plaques de raclage par un robot, de façon à racler l'intérieur du châssis.
Selon un mode de réalisation particulier, le poste de fraisage comprend une fraise d'axe vertical, et des premier et second cadres fixes de retournement comprenant chacun deux montants verticaux à l'extrémité supérieure desquels est prévu deux pions formant un axe de pivotement d'un châssis, ce par quoi un robot peut venir placer un bord inférieur d'un châssis contre les pions du premier cadre de retournement, puis, par déplacement du châssis dans l'espace, faire pivoter le châssis de 180° autour de l'axe de pivotement formé par les deux pions du ίο premier cadre de retournement, le robot pouvant alors déplacer le châssis par rapport à la fraise pour réaliser le ou les trous de coulées et d'éventuelles masselottes dans une face du châssis serré ainsi retourné, avant de venir placer le bord inférieur du châssis serré contre les pions du second cadre de retournement et de faire pivoter le châssis à nouveau de 180° pour le ramener dans son orientation initiale avant dépose sur le convoyeur de sortie.
On souligne ici que le poste de fraisage pourrait comprendre uniquement la fraise d'axe vertical, sans les premier et second cadres fixes de retournement, dans le cas où l'organe effecteur est muni d'une unité rotative à 180°.
L'installation de moulage selon la présente invention peut comprendre également un convoyeur d'amenée de plaques-modèles pour la machine à mouler et un convoyeur de sortie de plaques-modèles utilisées, l'au moins un robot étant muni desdits moyens de saisie de plaque-modèle mentionnés ci-dessus et disposé de façon à être apte à déverrouiller puis saisir une plaque-modèle sur la machine à mouler et la déposer sur le convoyeur de sortie de plaques-modèles utilisées, et à saisir une nouvelle plaquemodèle sur le convoyeur d'amenée de plaques-modèles et à la déposer dans la machine à mouler en la verrouillant sur le porte plaque-modèle.
Pour mieux illustrer l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après plusieurs modes de réalisation particuliers, avec référence aux annexés.
dessins π
Sur ces dessins :
la Figure 1 est une vue en perspective schématique d'une installation de moulage selon un premier mode de réalisation de la présente invention ;
les Figures 2 et 3 sont des vues schématiques respectivement de face et de côté de l'organe effecteur du robot de la Figure 1 ;
la Figure 4 est une vue en perspective de l'organe effecteur et d'une paire de châssis crampés, juste avant l'opération de décrampage ;
la Figure 5 est une vue analogue à la Figure 4, après l'opération de décrampage et avec le châssis de dessus soulevé par l'organe effecteur ;
la Figure 6 est une vue en perspective montrant l'organe effecteur durant l'opération de nettoyage intérieur du châssis de dessus ;
la Figure 7 est une vue en perspective montrant l'organe effecteur juste avant la dépose du châssis de dessus sur une plaque-modèle de la machine à mouler ;
les Figures 8, 9 et 10 sont des vues analogues la
Figure 7, respectivement châssis de dessus sur juste après la dépose du la plaque-modèle, pendant l'opération de nettoyage et pendant l'opération de pulvérisation d'agent de démoulage ;
les Figures 11, 12 et 13 sont des vues en perspective montrant l'organe effecteur respectivement pendant le retournement d'un châssis de dessous, pendant le surfaçage du sable serré et lors de la dépose du châssis de dessous sur le convoyeur ;
- les Figures 14, 15, 16 et 17 sont des vues en perspective montrant l'organe effecteur respectivement pendant un premier retournement d'un châssis de dessus, pendant la réalisation d'un trou de coulée, pendant un second retournement du châssis de dessus et lors de la dépose du châssis de dessus sur un châssis de dessous ;
- la Figure 18 est une vue schématique de l'implantation d'une installation de montage selon une variante de la présente invention, avec intégration du changement de plaques-modèles par les robots ; et
- les Figures 19 et 20 sont des vues de détail montrant les moyens de manutention et de verrouillage d'une plaque-modèle à un porte plaque-modèle, avec un ergot étagé de manutention de plaque-modèle représenté sur la Figure 20 ; et
- les Figures 21 et 22 sont des vues respectivement de face et de côté d'un robot selon une variante un second mode de réalisation de la présente invention, juste à la fin de l'opération de décrampage de deux châssis.
Si l'on se réfère tout d'abord à la Figure 1, on peut voir qu'une installation de moulage 1 selon la présente invention comprend un convoyeur 2 de transport de châssis, un poste de nettoyage intérieur 3, une machine à mouler 4, un poste de surfaçage 5, un poste de fraisage de trou de coulée 6 et deux robots industriels 7 identiques selon un mode de réalisation particulier de la présente invention.
Un robot 7 est un bras robotique de 4 à 6 axes comprenant donc de manière très général un bâti 8 et un bras articulé 9, ce bras robotique se distinguant des bras robotiques classiques par son organe effecteur 10 qui peut être déplacé dans les trois directions de l'espace X, Y, Z par le bras articulé 9 ainsi qu'au moins autour d'un axe vertical de rotation R.
Un premier robot 7 est implanté de façon à pouvoir déplacer son organe effecteur 10 au-dessus d'une première zone, dite d'arrivée, du convoyeur 2, au-dessus du poste de nettoyage intérieur 3 et jusqu'à la machine à mouler 4. Le second robot 7 est implanté de façon à pouvoir déplacer son organe effecteur 10 entre la machine à mouler 4, le poste de surfaçage 5, le poste de fraisage de trou de coulée 6 et une seconde zone, dite de départ, du convoyeur 2.
On va maintenant décrire plus en détail l'organe effecteur 10 d'un robot 7 avec référence aux Figures 2 et
3. L'organe effecteur 10 comprend un palonnier il qui peut consister, comme illustré sur les Figures 1 et 4 à 16 et 21 et 22, en tubes mécano-soudés, ou comme illustré sur les Figures 2 et 3 pour le premier mode de réalisation, en deux poutres longitudinales 12 en C placées avec leur ouverture en regard l'une de l'autre, et en une plaque de fixation 13 qui est disposée à plat sur les faces supérieures des deux poutres 12 et rendues solidaires de ces dernières. La plaque de fixation 13 sert à la fixation de l'organe effecteur 10 au bras articulé 9, d'une manière connue en soi et qui ne sera donc pas décrite plus en détail.
Une platine 14 s'étend à la verticale vers le bas à partir de chacune des deux extrémités du palonnier il, et un ensemble de décrampage 15 est fixé sur chaque platine 14 .
Comme on peut mieux le voir sur la Figure 3, l'ensemble de décrampage 15 est formé par une unique pièce 16 de type plaque globalement en C, comprenant une partie supérieure 16a globalement rectangulaire présentant deux trous de fixation 16b pour le boulonnage de la pièce 16 sur une platine 14 respective, une partie verticale 16c se présentant sous la forme d'une bande de matière s'étendant à la verticale à partir de la partie supérieure 16a et s'achevant en un crochet consistant en une partie centrale 16d et une partie d'extrémité libre 16e. L'ouverture du C de la pièce 16 est définie par les bords intérieurs de la partie supérieure 16a, de la partie verticale 16c et de la partie centrale 16d du crochet.
Le bord intérieur de la partie centrale 16d constitue une face dite de saisie 16f qui suit un arc de cercle dont le rayon est choisi en fonction du diamètre des tourillons des châssis de moulage destinés à être manipulés par les robots 7, de sorte qu'un tourillon peut être reçu dans le crochet formé par la pièce 16. Comme on peut le voir sur le détail A-A montrant la section transversale de la partie centrale 16d à son point le plus bas, la face de saisie 16f est en V, dimensionné pour venir se loger dans une gorge circonférentielle triangulaire ménagée dans les tourillons des châssis.
Une plaque d'usure 17 est fixée sur la face verticale de la partie d'extrémité 16e, et constitue une face dite de décrampage, également désignée par le chiffre de référence 17. Il serait possible de ne pas prévoir une telle plaque d'usure 17, auquel cas la face de décrampage est formée directement par la face verticale de la partie d'extrémité 16e.
Une autre plaque d'usure 18 est fixée sur la face horizontale inférieure de la partie centrale 16d, opposée à la face de saisie 16f, dans la région d'extrémité adjacente à la face extérieure verticale de la partie verticale 16c. La plaque d'usure 18 constitue une face dite d'appui pour serrage, également désignée par le chiffre de référence 18. Là encore, il serait possible d'omettre la plaque d'usure 18, la face d'appui pour serrage étant alors formée directement par la face horizontale inférieure de la partie centrale 16d.
Les plaques d'usure 17 et 18 peuvent par exemple être en acier trempé.
La distance les deux ensembles de entre décrampage 15 est définie en fonction des dimensions des châssis à manipuler, et sera telle que les deux crochets pourront accrocher chacun un tourillon respectif du châssis.
Toujours en référence aux Figures 2 et 3, deux buses de soufflage d'air 19 sont prévues de part et d'autre du palonnier 11, chacune montée sur le côté extérieur d'une poutre 12 et au voisinage d'une première extrémité du palonnier il. Les buses 19 sont reliées à une source d'air comprimé par des tuyaux non représentés sur les dessins pour des raisons de simplicité, mais qui pourront s'étendre le long des poutres 12 et du bras articulé 9, jusqu'à la source d'air comprimé. Les buses 19 sont orientées vers le bas, à la verticale, et sont configurées pour projeter chacune un jet d'air destiné à nettoyer toute la surface de la plaque-modèle, comme cela sera décrit ci-après.
Deux pulvérisateurs d'agent de démoulage 20 sont montés sous le palonnier il, en étant portés par les poutres 12. Les pulvérisateurs 20 sont disposés de manière symétrique par rapport au plan transversal médian du palonnier il et agencés pour pulvériser un jet plan d'agent de démoulage s'élargissant pour avoir une largeur au moins égale à la largeur de la plaque-modèle, de façon à pulvériser l'agent de démoulage sur l'ensemble de la surface de la plaque-modèle.
Sont également prévus quatre ensembles 21 de manutention de plaque-modèle, également disposés de manière symétrique par rapport au plan transversal médian du palonnier 11. Chaque ensemble 21 comprend une unité pneumatique rotative 22, représentée schématiquement, auquel est relié un support d'ergot 23 s'étendant vers le bas à partir de l'unité pneumatique rotative 22, et un ergot étagé 24 porté par le support d'ergot 23, latéralement à ce dernier. L'unité pneumatique rotative 22 est configurée pour faire tourner l'ergot étagé 24 de 90° autour d'un axe vertical, dans les deux sens de rotation. Comme cela sera décrit ci-après, les ensembles 21 permettent à l'organe effecteur 10 de déverrouiller une plaque-modèle sur la machine à mouler 4, de la saisir pour la remplacer par une nouvelle plaque-modèle déposée et verrouillée sur la machine à mouler 4 toujours uniquement à l'aide de l'organe effecteur 10.
Une caméra de surveillance 25 est portée par le palonnier 11, à l'extrémité opposée de celle où se situent les buses de soufflage d'air 19. La caméra 25 est orientée pour prendre des images d'une plaque-modèle lors de la dépose d'un châssis sur celle-ci ou d'un châssis saisi par l'organe effecteur 10. En variante, la caméra de surveillance 25 pourra être prévue sur la machine à mouler
4.
Enfin, dans l'exemple représenté sur la Figure 2, est prévu une autre unité rotative 26, pneumatique ou électrique, côté opposé aux buses de soufflage d'air 19, fixée à la platine 14 par un support 26a représenté schématiquement. L'unité rotative 26, représentée schématiquement, comprend un arbre de sortie rotatif 27 portant à son extrémité libre un organe d'engagement 28 configuré pour venir en prise avec un tourillon d'un châssis de moulage, de façon à faire tourner le châssis de moulage autour de l'axe de l'arbre de sortie 27 par rotation de ce dernier. L'unité rotative 26 est agencée pour permettre une rotation de l'arbre de sortie 27, et ainsi d'un châssis de moulage, au moins à 180°, de préférence à 360°, dans les deux sens de rotation. L'organe effecteur 10 est ainsi capable de retourner un châssis de moulage alors qu'il le déplace dans l'espace entre deux postes.
On souligne ici que l'unité rotative 26 est facultative, et qu'il est possible de prévoir à la place des moyens de retournement tels que ceux décrits ci-après avec référence aux Figures 4 à 17.
On va maintenant décrire les cycles de travail de l'installation de moulage 1 avec référence aux Figures 4 à 17 .
La première étape consiste en la séparation d'un châssis de dessus Ci et d'un châssis de dessous C2 crampés l'un sur l'autre et se situant dans la zone d'arrivée ZA du convoyeur 2. Dans l'exemple représenté, le convoyeur 2 consiste en deux rails sur lesquels roulent des chariots 29 sur chacun desquels est placée une paire de châssis Ci, C2.
Pour réaliser l'opération de séparation, qui implique le décrampage des châssis Ci, C2, le premier robot 7 déplace l'organe effecteur 10 pour que les deux ensembles de décrampage 15 se situent de part et d'autre des côtés du châssis de dessus Ci portant les tourillons 30, comme illustré sur la Figure 4.
Le premier robot 7 continue de déplacer l'organe effecteur 10 pour que chaque ensemble de décrampage 15 vienne en contact, par sa face de décrampage 17, avec un côté de la crampe 31 respective. Toujours par le seul mouvement du premier robot 7, la partie centrale 16d, formant crochet, de chaque pièce 16 est placée sous le tourillon 30 respectif, poussant ainsi la crampe 31 à pivoter vers le haut de sorte que l'extrémité libre en forme de crochet de la crampe 31 est désengagée du tourillon 30 respectif du châssis de dessous C2. Une fois les tourillons 30 du châssis de dessus Ci reçus dans les crochets des ensembles de décrampage 15, les crampes 31 étant alors en position de libération et maintenus dans celle-ci, le premier robot 7 peut tout simplement soulever le châssis de dessus Ci, comme illustré sur la Figure 5, et le manipuler dans l'espace d'une manière sûre.
On souligne ici que chaque partie centrale 16d et chaque tourillon 30 ont une forme arrondie, ce qui permet de compenser des variations de position à la prise des châssis jusqu'à +/- 5 mm dans la direction transversale.
Le fait d'avoir une face de saisie 16f en V et une gorge circonférentielle triangulaire dans chaque tourillon 30 permet de composer les variations de position jusqu'à +/- 3 mm dans la direction longitudinale. Enfin, l'ouverture des pièces formant crochet 16 autorise une variation plus grande de +/- 10 mm pour compenser la variation de hauteur de sable serré dans le châssis inhérente au procédé lui-même de serrage de sable.
La seconde étape est le nettoyage du châssis de dessus Ci pour enlever le sable qui est resté collé sur les parois intérieures du châssis de dessus Ci lors du décochage. Pour ce faire, le premier robot 7 déplace le châssis de dessus Ci jusqu'au poste de nettoyage intérieur 3, comme représenté sur la Figure 6.
Dans le mode de réalisation représenté, le poste de nettoyage intérieur 3 consiste simplement en une brosse rotative à axe vertical 32 montée sur un bâti 33 et
| entraînée | en rotation par un | moteur | 34. | ||
| Lorsque l'organe effecteur | 10 | du | premier robot 7 | ||
| arrive à | proximité de la | brosse | 32, | le | moteur 34 est |
| commandé | pour entraîner la | brosse | 32 | en | rotation et le |
| premier robot 7 déplace le | châssis | de | dessus Ci autour de |
la brosse 32, en faisant frotter la brosse 32 contre les parois intérieures du châssis de dessus Ci pour ainsi enlever le sable qui y serait resté collé.
Grâce à la liberté de mouvement offerte par le premier robot 7, le mouvement du châssis de dessus Ci peut être un mouvement à la fois en translation dans un plan horizontal et en translation verticale, ce qui conduit à une opération de nettoyage bien plus efficace que celle obtenu par un ensemble de brosses sur un plateau mobile uniquement en translation verticale.
Après que le châssis de dessus Ci a été nettoyé intérieurement, il est prêt pour l'opération de serrage sur la machine à mouler 4.
Là encore, par simple mouvement du premier robot 7, le châssis de dessus Ci est amené jusqu'au-dessus d'une plaque-modèle 35 définissant l'empreinte à former dans le châssis de dessus Ci, puis est déposé sur celle-ci comme illustré sur les Figures 7 et 8. Dans cette position, la plaque-modèle 35 fait saillie par rapport au bâti de la machine à mouler 4 pour permettre la dépose du châssis de dessus Ci.
Après la dépose du châssis de dessus Ci, le premier robot 7 amène l'organe effecteur 10 à faire un premier passage, dans un premier sens, sur toute la longueur du châssis de dessus Ci et de la plaque-modèle 35, premier passage au cours duquel de l'air est soufflé à partir des buses 19 de façon à nettoyer parfaitement la plaque-modèle 35, comme illustré sur la Figure 9. Le premier robot 7 amène ensuite l'organe effecteur 10 à faire un second passage, dans le sens opposé, au-dessus du châssis de dessus Ci et de la plaque-modèle 35, second passage au cours duquel une quantité prédéterminée d'agent de démoulage est pulvérisée sur la plaque-modèle 35 par les pulvérisateurs 20, comme illustré sur la Figure 10. La caméra de surveillance 25 permet de vérifier que la plaquemodèle 35 a été correctement nettoyée avant de pulvériser l'agent de démoulage.
On souligne ici que la quantité d'agent de démoulage qui sera pulvérisée sur la plaque-modèle 35 peut être programmée pour le premier robot 7 en fonction de la plaque-modèle 35 en question. Ainsi, on pulvérisera la quantité d'agent de démoulage appropriée à la plaquemodèle .
Une fois l'étape de dépose du châssis de dessus Ci sur la plaque-modèle 35 et de préparation de la plaquemodèle 35 est finie, tandis que le premier robot 7 déplace l'organe effecteur 10 jusqu'à la zone d'arrivée du convoyeur 2 pour se saisir du châssis de dessous C2, puis le nettoyer au poste de nettoyage intérieur 3 comme décrit ci-dessus, le châssis de dessus Ci est rempli de sable dans la position dans laquelle il vient d'être déposé par le premier robot 7, puis le porte plaque-modèle 36 rotatif tourne autour d'un axe vertical pour amener le châssis de dessus Ci dans la position de serrage de sable, dans laquelle le sable dans le châssis de dessus Ci est serré depuis le dessus par un ensemble de pistons verticaux. Les pistons remontent alors que le premier robot 7 achève l'étape de nettoyage intérieur du châssis de dessous C2, de sorte que l'opération de serrage du châssis de dessus Ci est déjà achevée lorsque le premier robot 7 vient déposer le châssis de dessous C2 sur une plaque-modèle 35, puis nettoyer cette dernière par les buses 19 et pulvériser un agent de démoulage par les pulvérisateurs 20.
On a décrit ci-dessus l'ensemble des déplacements
| réalisés | par | le premier | robot 7 | et 1'on va | décrire |
| maintenant | ceux réalisés | par le | second robot | 7 avec | |
| référence | aux | Figures 11 à | 17 . |
Lorsque le porte plaque-modèle 36 tourne après que le premier robot 7 y ait placé un châssis de dessus Ci, un châssis de dessous C2, rempli de sable qui vient d'être serré par la machine à mouler 4, est simultanément amené dans la position en saillie par rapport au bâti de la machine à mouler 4 d'où il peut être saisi par l'organe effecteur 10 du second robot 7 pendant que le sable dans le châssis de dessus Ci est serré par l'ensemble de pistons verticaux. Il va de soi que la saisie du châssis de dessous C2 se fait également par les crochets des pièces 16 qui viennent accrocher les tourillons 30 du châssis de dessous C2. La caméra de surveillance 25 permet de contrôler automatiquement la qualité de l'empreinte réalisée dans le châssis de dessous C2.
L'opération qu'il reste à réaliser pour un châssis de dessous C2 est le surfaçage du sable sur la face opposée à la face présentant l'empreinte, qui est tournée
| vers le bas | lorsque le | châssis | de | dessous | C2 sort de | la |
| machine à mouler 4. | ||||||
| Le | poste de surfaçage | 5 | comprend | en entrée | des | |
| moyens de | retournement | qui, | en | coopération avec | le |
déplacement du châssis de dessous C2 par le second robot 7, permettent de faire tourner le châssis de dessous C2 de 180° autour de l'axe des tourillons 30. Les moyens de retournement consistent simplement à disposer un obstacle contre lequel le second robot 7 peut venir placer un bord du châssis de dessus C2, bord autour duquel le châssis de dessus C2 pourra pivoter par déplacement de l'organe effecteur 10 vers le haut et de l'autre côté de l'obstacle.
Si l'on se réfère à la Figure 11, on peut voir que dans l'exemple représenté les moyens de retournement sont formés par un cadre fixe 37 comprenant deux montants verticaux 38 en regard l'un de l'autre et portant chacun un pion 39 s'étendant vers l'autre montant 38. Les pions 39 se situent à une même hauteur et sont espacés l'un de l'autre d'une distance au moins légèrement inférieure à la longueur des châssis, tandis que la distance entre les deux montants 38 est supérieure à la longueur des châssis. Ainsi, les deux pions 39 forment chacun un obstacle contre lequel une extrémité respective du bord, alors supérieur, du châssis de dessous C2 est placée pour le retournement du châssis de dessous C2 par le second robot 7. Le châssis de dessous C2 est représenté au début du mouvement de retournement sur la Figure il.
On prévoira de tels moyens de retournement dans le cas où l'organe effecteur 10 ne comporte pas d'unité rotative 26. Dans le cas où il en comporte une, l'organe d'engagement 28 est positionné et dimensionné de façon à venir en prise, par exemple par complémentarité de formes ou par des moyens de type mandrin de serrage, avec l'extrémité du tourillon 30 respectif lorsque ce dernier est reçu dans la pièce formant crochet 16 et l'unité rotative 26 fera tourner le châssis de dessous C2 de 180° pendant qu'il est déplacé par le second robot 7 de la machine à mouler 4 au poste de surfaçage 5.
Le poste de surfaçage 5 comprend en outre, à la suite des moyens de retournement, un outil de surfaçage 40 permettant le surfaçage du sable sur la face, alors dirigée vers le bas, du châssis de dessous C2 · Dans l'exemple représenté, l'outil de surfaçage 40 comprend un bâti 41 sur lequel est monté à rotation autour d'un axe horizontal un cylindre 42 portant sur sa surface extérieure des porteplaquettes 43 sur chacun desquels est montée une plaquette de travail 44. Un motoréducteur 45 est prévu pour entraîner en rotation le cylindre 42.
Les porte-plaquettes 43 sont avantageusement disposés en plusieurs lignes comprenant, dans l'exemple représenté, six porte-plaquettes 43, et chaque ligne est inclinée par rapport à l'axe longitudinal du cylindre 42, par exemple en suivant une partie d'une hélice d'un pas beaucoup plus grand que la longueur du cylindre 42. Les plaquettes de travail 44 sont montées de manière amovible sur les porte-plaquettes 43 et présentent chacune une arête de travail 44a qui se situe à une même distance de l'axe longitudinal du cylindre 42 que les arêtes de travail 44a des autres plaquettes de travail 44, de telle sorte que les arêtes de travail 44a passent toutes par un même plan horizontal lorsqu'elles atteignent leur point le plus haut, ce plan horizontal étant le plan de surfaçage.
Comme on peut le voir sur la Figure 12, l'opération de surfaçage en elle-même est réalisée simplement par déplacement du châssis de dessous C2, toujours par le second robot 7, au-dessus du cylindre 42 entraîné en rotation, de telle sorte que les arêtes de travail 44a viennent surfacer la face de sable serré dirigée vers le bas. L'opération de surfaçage peut être réalisée en une ou plusieurs passes du châssis de dessous C2 au-dessus du cylindre 42, en fonction des dimensions du châssis de dessus C2.
Une fois l'opération de surfaçage terminée, le second robot 7 vient déposer le châssis de dessous C2 sur le convoyeur 2, dans la zone de départ, puis abaisse l'organe effecteur 10 pour désengager les tourillons 30 vis-à-vis des pièces formant crochet 16. En particulier, le châssis de dessous C2 est déposé sur deux goujons de positionnement portés par un chariot 29, la dépose se faisant de manière très précise grâce à la précision procurée par le premier robot 7.
Le second robot 7 est à cet instant libre de ramener son organe effecteur 10 à la machine à mouler 4 pour saisir le châssis de dessus Ci qui vient d'être placé dans la position en saillie par rapport au bâti de la machine à mouler 4 après que le sable dont il est rempli a été serré par l'ensemble de pistons verticaux.
L'opération qu'il reste à réaliser pour un châssis de dessus Ci est le fraisage du trou de coulée sur la face opposée à la face présentant l'empreinte, qui est tournée vers le bas lorsque le châssis de dessus Ci sort de la machine à mouler 4. Afin de faciliter l'évacuation du sable lors du fraisage, la face dans laquelle le fraisage est réalisé est de préférence dirigée vers le bas.
Pour cette raison, le poste de fraisage 6 comprend une fraise 46 et, en entrée et en sortie du poste de fraisage 6, des moyens de retournement identiques à ceux du poste de surfaçage 5, à savoir un premier et un second cadre fixe 37 ayant chacun deux montants verticaux 38 et des pions 39.
Ainsi, le second robot 7 saisit le châssis de dessus Ci et le déplace de la machine à mouler 4 jusqu'au premier cadre fixe 37 à l'aide duquel il retourne le châssis de dessus Ci comme illustré sur la Figure 14.
Sur la Figure 14, on peut voir que la fraise 46 est montée sur un bâti 47 et apte à être entraînée en rotation autour d'un axe vertical par un moteur 48. La forme de la fraise 46 sera choisie en fonction de la forme et des dimensions du ou des trous de coulée qu'il s'agit de réaliser.
Comme on peut le voir sur la Figure 15, le fraisage en lui-même est obtenu par le déplacement du châssis de dessus Ci, par le second robot 7, par rapport à la fraise 46. En particulier, le second robot 7 va positionner correctement le châssis de dessus Ci en X et en Y, puis l'abaisser pour que la fraise 46 viennent creuser le sable serré.
On souligne ici que la liberté de mouvement offerte par le second robot 7 permet de réaliser plusieurs trous de coulée si besoin, ce que ne permet généralement pas les machines de fraisage des lignes de moulage classiques. En effet, après avoir fraisé un premier trou de coulée, il suffit au second robot 7 de remonter le châssis de dessus Ci, de le positionner correctement en X et en Y pour le second trou de coulée, puis d'abaisser à nouveau le châssis de dessus Ci sur la fraise 46 . Bien entendu, on pourra tout aussi bien réaliser une ou plusieurs autres cavités de type masselottes au poste de fraisage 6.
Une fois le fraisage terminé, le second robot 7 retourne de 180° le châssis de dessus Ci pour que la face dans laquelle le ou les trous de coulée ont été fraisés soit dirigée vers le haut et la face présentant l'empreinte soit dirigée vers le bas. Pour ce faire, le second robot 7 utilise le second cadre fixe 37 en sortie du poste de fraisage 6, comme représenté sur la Figure 16.
De nouveau, il ne sera pas nécessaire de prévoir de moyens de retournement en entrée et en sortie du poste de fraisage 6 si l'organe effecteur 10 du second robot 7 est muni de l'unité rotative 26, auquel cas le châssis de dessus Ci pourra être retourné une première fois pendant qu'il est déplacé de la machine à mouler 4 au poste de fraisage 6 et une seconde fois pendant qu'il est déplacé du poste de fraisage 6 au convoyeur 2.
Une fois le châssis de dessus Ci correctement orienté, le second robot 7 vient le déposer sur un châssis de dessous C2 déjà présent dans la zone de départ ZD du convoyeur 2, et donc rempli de sable serré et dont la face inférieure a été surfacée, comme représenté sur la Figure
17. Ce déplacement est une descente strictement verticale, avec une précision de +/- 0,1 mm pour la fermeture du moule, avec vérification des cotes de fermeture par le programme du second robot 7.
La caméra de surveillance 25 permet de contrôler automatiquement la qualité du ou des trous de coulée qui viennent d'être fraisés.
Comme lors de la dépose d'un châssis de dessous C2 sur le convoyeur 2, l'organe effecteur 10 du second robot 7 est déplacé vers le bas puis latéralement pour désengager les tourillons 30 par rapport aux pièces formant crochet 16. Ces dernières ne s'opposent alors plus au pivotement des crampes 31 vers le bas, qui reviennent alors sous leur propre poids jusqu'à proximité de la position de serrage. En particulier, l'extrémité en forme de crochet de chaque crampe 31 vient se placer sous le tourillon 30 respectif, mais sans que ce dernier ne soit complètement saisi par l'extrémité en forme de crochet.
Il reste alors à fermer le moule, c'est-à-dire à serrer les châssis de dessus et dessous Ci et C2 l'un contre l'autre en plaçant les crampes 31 dans la position de serrage, ce qui est habituellement réalisé en frappant au marteau chaque crampe 31, sur une face 31b dirigée vers le haut et décalée de l'extrémité en forme de crochet 31a de telle sorte que cette frappe force cette dernière à venir entièrement sous et en butée contre le tourillon 30 de façon à le saisir complètement.
Cette opération de fermeture de moule, ou de crampage des châssis de dessus et de dessous Ci, C2, peut être réalisée directement à l'aide par le second robot 7 et son organe effecteur 10. En effet, il suffit au second robot 7 de déplacer l'organe effecteur 10 pour placer les plaques d'usure 18, formant les faces dites d'appui pour serrage, contre ou à proximité des faces 31b des crampes 31, puis d'abaisser l'organe effecteur 10 pour forcer les crampes 31 jusqu'à la position de serrage, à la manière du marteau.
On constate ainsi que la présente invention permet à l'ensemble des opérations impliquées dans la préparation de châssis en vue d'un moulage, à savoir de la séparation des châssis de dessus et de dessous jusqu'à la fermeture des moules, d'être réalisé automatiquement en faisant appel uniquement à des postes de travail très simples par comparaison aux lignes de moulage existantes.
La présente invention procure également les avantages suivants :
- très grande précision de positionnement des châssis, jusqu'à une précision de 0,1 mm, durant toutes les opérations, grâce à la précision que permet les robots 7, en particulier lors de la fermeture des moules, avec des mouvements programmés et maîtrisés ;
- entière liberté de forme et de positionnement du ou des trous de coulée et autres cavités de type masselottes, grâce à la liberté de mouvement qu'offre les robots 7 ;
- nettoyage de la plaque-modèle et répartition uniforme de l'agent de moulage ; et
- vérification de la qualité du process de moulage durant toutes les étapes à l'aide de la caméra de surveillance 25, ou au moins de la qualité du nettoyage et de la répartition de l'agent de démoulage sur la plaque-modèle et de la qualité de l'empreinte dans le cas où la caméra est placée sur la machine à mouler 4.
L'organe effecteur 10 selon le premier mode de réalisation permet également d'intégrer le changement de plaque-modèle dans le cycle de travail du premier robot 7, comme illustré sur le schéma d'implantation de la Figure 18 .
On retrouve dans cette implantation les différents postes de travail décrit ci-dessus, représentés schématiquement. On pourra ou non prévoir des moyens de retournement si nécessaire.
L'implantation de la Figure 18 diffère de celle de la Figure 1 en ce qu'es également prévu un convoyeur 49 d'amenée de nouvelles plaques-modèles en parallèle d'un convoyeur 50 de sortie de plaques-modèles utilisées, tous deux disposés dans la zone de couverture du premier robot
7. Ainsi, lorsque l'on souhaite changer le modèle de la pièce à mouler, et donc de l'empreinte à réaliser dans les châssis de dessus et de dessous, le premier robot 7 vient saisir la plaque-modèle 35 qui se trouve dans la position en saillie par rapport au bâti de la machine à mouler, sans châssis disposé sur celle-ci, la dépose sur le convoyeur de sortie 50, saisie une nouvelle plaque-modèle sur le convoyeur d'amenée 49 puis la dépose sur la machine à mouler, avant de reprendre son cycle de travail normal avec les châssis de dessus et de dessous.
Un avantage procuré par l'organe effecteur 10 selon le premier mode de réalisation de la présente invention est qu'il est muni de moyens permettant de déverrouiller/verrouiller et saisir les plaques-modèles, ces moyens étant les ensembles 21 représentés sur la Figure 2 et plus en détail sur les Figures 19 et 20.
En particulier, chaque plaque-modèle 35 comprend dans deux régions d'extrémité un doigt 51 de manutention et de verrouillage passant à travers un trou traversant ménagé à cet effet dans la plaque-modèle 35. Chaque doigt 51 comprend une partie supérieure 52 faisant saillie au-dessus de la plaque-modèle 35 et au sommet de laquelle est prévu un trou traversant 53, dit de prise, une partie cylindrique 54 s'étendant à partir de la partie supérieure 52, à travers le trou traversant de la plaque-modèle 35 et sous cette dernière, où un écrou de fixation 55 est vissé sur le doigt 51 pour le fixer à la plaque-modèle 35. La partie cylindrique 54 se prolonge vers le bas en une partie d'extrémité 56 à partir de laquelle s'étend à l'horizontale une patte de verrouillage 57. Dans la position de verrouillage de la plaque-modèle 35 au porte plaque-modèle 36, l'extrémité de la patte de verrouillage 57 est reçue dans une cavité à pan incliné 58 ménagée dans la face verticale du porte plaque-modèle 36.
Lorsque l'on souhaite changer de plaque-modèle, le premier robot 7 déplace son organe effecteur 10 pour faire passer chacun des deux ergots étagés 24 à travers le trou de prise 53 du doigt 51 respectif. Ensuite, les ergots étagés 24 sont amenés à tourner de 90° par les unités pneumatiques rotatives 22, faisant ainsi pivoter les doigts 51, et donc les pattes de verrouillage 57, autour de l'axe longitudinal des doigts 51, faisant ainsi sortir les pattes de verrouillage 57 hors des ouvertures à plan incliné 58. La plaque-modèle 35 est ainsi déverrouillée et peut ainsi être soulevée hors du porte plaque-modèle 36 par le premier robot 7.
La dépose et le verrouillage d'une nouvelle plaque-modèle 35 sur le porte plaque-modèle 36 sont réalisés en conduisant ces mêmes opérations dans le sens inverse : dépose de la nouvelle plaque-modèle 36, rotation des doigts de verrouillage 51, et donc des pattes de verrouillage 57, par les ergots étagés 24 dans l'autre sens, faisant ainsi entrer les pattes de verrouillage 57 dans les ouvertures à pan incliné 58 et verrouillant par-là la nouvelle plaque-modèle 35 dans le porte plaque-modèle 36, puis déplacement de l'organe effecteur 10 pour désengager les ergots étagés 24 des trous de prise 53.
Il est ainsi possible d'effectuer un changement automatique de plaque-modèle en moins d'une minute, c'està-dire dans un temps bien inférieur à la préparation d'un moule, alors que le changement de plaque-modèle suivant les méthodes classiques nécessite de 5 à 15 minutes d'arrêt de fabrication.
L'intégration de la fonction changement de plaque-modèle est très avantageuse, mais n'est pas indispensable, tout comme la présence de la caméra de surveillance embarquée sur le palonnier ou de l'unité pneumatique rotative permettant de retourner un châssis pendant qu'il est manipulé par le robot.
| On | a | représenté | sur les Figures 21 et | 2 2 un | |
| second | mode | de | réalisation | d'un organe effecteur 60 | d ' un |
| robot | selon | la | présente invention, s'approchant de | celui |
représenté sur les Figures 1 et 2 à 17.
L'organe effecteur 60 comprend un palonnier 61 en tubes mécano-soudés, avec des tubes s'étendant vers le bas à la verticale à chacune des deux extrémités du palonnier 61 et solidaires à leur extrémité inférieure d'une platine à laquelle est fixé un ensemble de décrampage 15 analogue à celui du premier mode de réalisation. Une platine de fixation 62 est également prévue au centre du palonnier 61, pour une fixation au robot 7 avec capacité de tourner autour d'un axe vertical.
L'organe effecteur 60 diffère de celui du premier mode de réalisation en ce qu'il est également prévu un ensemble de maintien en position 63 servant à maintenir un châssis à l'horizontale alors qu'il est déplacé par le robot 7. L'ensemble de maintien en position 63 comprend une structure globalement en U 64, dont les branches latérales sont formées, dans l'exemple représenté, par deux barres 65 reliées l'une à l'autre par une tige 66 formant le fond du U. La tête 67a d'un vérin 67 est articulée à la tige 66, tandis que le corps 67b du vérin 67 est articulé à la partie supérieure d'une extrémité du palonnier 61. Les barres 65 s'étendent de part et d'autre des tubes verticaux portant la platine à laquelle est fixée un ensemble de décrampage 15 et chaque barre 65 est reliée à un bloc 68, solidaire du palonnier 61, par un pivot d'axe horizontal perpendiculaire au plan vertical longitudinal de l'organe effecteur 60. Enfin, les barres 65 présentent chacune à leur extrémité libre une butée 69 s'étendant vers le bas.
Ainsi, une extension de la tête 67a du vérin 67 amène la structure en U 64 à pivoter dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, à savoir que les butées 69 sont déplacées vers le haut alors que la tige 65 est déplacée vers le bas, tandis qu'une rétractation de la tête 67a du vérin 67 amène la structure en U 64 à pivoter dans le sens des aiguilles d'une montre, à savoir que les butées 69 sont déplacées vers le bas.
Lorsque l'organe effecteur 60 ne manipule pas de châssis, la tête 67a du vérin est étendue et les butées 69 sont en position relevées. La rétractation de la tête 67a est commandée pour se produire simultanément à l'engagement des pièces formant crochet 16 avec les tourillons 30 d'un châssis, amenant les butées 69 à se déplacer vers le bas jusqu'à venir en appui contre le bord supérieur du châssis comme représenté sur les Figures 21 et 22. Du fait de la présence de deux butées 69 décalées de l'axe central du châssis, ce dernier ne peut pas pivoter lors de sa manipulation par le robot 7. Lorsque l'on souhaite déposer le châssis, l'extension de la tête 67a est commandée simultanément au désengagement des pièces formant crochet 16 vis-à-vis des tourillons 30.
Il est bien entendu que le mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit a été donné à titre indicatif et non limitatif et que des modifications peuvent être apportées sans que l'on s'écarte pour autant du cadre de la présente invention.
Par exemple, on pourrait très bien prévoir un convoyeur dédié à l'arrivée des châssis avant préparation et un convoyeur dédié à la sortie des moules fermés.
On pourra également implanter de simples palans permettant de manipuler dans l'espace les châssis et ainsi continuer à produire en mode dégradé en cas de défaillance de l'un des robots, limitant ainsi les pertes de production.
On pourrait aussi prévoir un seul robot au lieu de deux robots, ou trois robots si l'on associe deux machines à mouler pour doubler la production, l'intérêt de prévoir plus d'un robot étant une diminution importante du temps de cycle puisque les opérations effectuées par les robots sont simultanées.
Claims (15)
- REVENDICATIONS1 - Robot industriel (7) comprenant un bâti (8), un bras articulé (9) à au moins 4 axes et un organe effecteur (10 ; 60) déplaçable dans l'espace par le bras articulé (9) , caractérisé par le fait que l'organe effecteur (10 ; 60) comprend des moyens de décrampage aptes à décramper deux châssis de moulage (Ci, C2) , à savoir un châssis de dessus (Ci) et un châssis de dessous (C2) disposés l'un sur l'autre, le châssis de dessous (C2) étant muni de deux tourillons (30) tandis que le châssis de dessus (Ci) est muni de deux tourillons (30) portant chacun une crampe de serrage (31) présentant une extrémité formant crochet et déplaçable en rotation autour de l'axe du tourillon (30) respectif entre une position de serrage, dans laquelle la crampe (31) est sensiblement verticale et l'extrémité formant crochet est placée sous le tourillon (30) correspondant du châssis de dessous (C2) et serre les châssis de dessus et de dessous (Ci, C2) l'un contre
1 ' autre , et une position de libération , dans laquelle la crampe (31) a pivoté vers le haut pour dégager 1'extrémité formant crochet vis-à-vis du tourillon (30) du châssis de dessous (C2) et ainsi permettre le soulèvement du châssis de dessus (Ci), les moyens de décrampage étant formés par deux ensembles de décrampage (15) comprenant chacun une pièce formant crochet (16) comprenant une partie centrale (16d) et une partie d'extrémité libre (16e), la partie centrale (16d) présentant une face incurvée dite de saisie (16f), dirigée vers le haut et apte à venir au contact d'un tourillon (30) par le dessous, la partie d'extrémité libre (16e) présentant une face, dite de décrampage (17), verticale ou inclinée et apte à venir au contact d'une crampe (31) en position de serrage, ce par quoi le robot (7) est en mesure de décramper un châssis de dessus (Ci) et un châssis de dessous (C2) par déplacement de l'organe effecteur (10 ; 60) pour que les faces de décrampage (17) des ensembles de décrampage (15) viennent appuyer contre les crampes (31) puis les fassent pivoter de la position de serrage jusqu'à la position de libération, plaçant ainsi les faces de saisie (16f) sous les tourillons (30) du châssis de dessus (Ci) de façon à permettre au robot (7) de soulever et manipuler le châssis de dessus (Ci), avant de revenir saisir les tourillons (30) du châssis de dessous (C2) pour le soulever et le manipuler. - 2 - Robot industriel (7) selon la revendication 1, destiné à être utilisé pour la manipulation de châssis de moulage (Ci, C2) munis de tourillons (30) à gorge triangulaire, caractérisé par le fait que les faces de saisie (16f) des pièces formant crochet (16) des ensembles de décrampage (15) sont en V de façon à être aptes à venir se loger dans les gorges triangulaires des tourillons (30).
- 3 - Robot industriel (7) selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé par le fait que chaque face de décrampage (17) est formée par une plaque d'usure (17) fixée sur la partie d'extrémité libre (16e) de la pièce formant crochet (17) respective.
- 4 - Robot industriel (7) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que chaque partie centrale (16d) d'une pièce formant crochet (16) présente une face dite de serrage (18), opposée à la face de saisie (16f), apte à venir en appui contre une face, dite d'appui pour serrage, d'une crampe (17), laquelle face d'appui pour serrage est orientée vers le haut lorsque la crampe (31) est en position de serrage, ce par quoi le robot (7) est en mesure de serrer un châssis de dessus (Ci) sur un châssis de dessous (C2) par déplacement de l'organe effecteur (10 ; 60) pour que les faces de serrage (18) viennent appuyer sur les faces d'appui pour serrage des crampes (31) afin de forcer les crampes (31) à pivoter dans la position de serrage, les faces de serrage (18) étant, de préférence, formées par des plaques d'usure (18).
- 5 - Robot industriel (7) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'organe effecteur (10 ; 60) comprend un palonnier de manutention (il ; 61) présentant deux régions d'extrémité à partir de chacune desquelles s'étend l'un des ensembles de décrampage (15) .
- 6 - Robot industriel (7) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'organe effecteur (10 ; 60) est muni d'au moins une buse de soufflage d'air (19) orientée pour souffler de l'air vers le bas, en direction d'une plaque-modèle (35) lors d'un passage horizontal de l'organe effecteur (10 ; 60) audessus de ladite plaque-modèle (35) après dépose d'un châssis (Ci, C2) sur celle-ci, afin d'assurer le nettoyage de la plaque-modèle (35) par soufflage d'air.
- 7 - Robot industriel (7) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'organe effecteur (10 ; 60) est muni d'au moins un pulvérisateur d'agent de démoulage (20) orienté vers le bas pour pulvériser une quantité, de préférence prédéterminée, d'agent de démoulage sur une plaque-modèle (35) lors d'un passage horizontal de l'organe effecteur (10 ; 60) audessus de ladite plaque-modèle (35) après dépose d'un châssis (Ci, C2) sur celle-ci.
- 8 - Robot industriel (7) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que l'organe effecteur (10 ; 60) est muni d'une unité rotative (26) agencée pour venir en prise avec un châssis (Ci, C2) saisi par l'organe effecteur (10 ; 60), en particulier un tourillon (30) du châssis (Ci, C2), et le faire tourner de 180° par rapport à un axe horizontal.
- 9 - Robot industriel (7) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'il est muni d'au moins une caméra de surveillance (25) orientée pour être apte à prendre des images d'un châssis (Ci, C2) saisi par l'organe effecteur (10 ; 60).
- 10 - Robot industriel (7) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que l'organe effecteur (10 ; 60) est muni de moyens de saisie de plaquemodèle aptes à verrouiller/déverrouiller une plaque-modèle (35) vis-à-vis d'un porte plaque-modèle (36) et à saisir ladite plaque modèle (35), lesdits moyens de saisie de plaque-modèle étant notamment quatre ergots étagés (24) aptes à être introduits chacun dans un trou de prise (53) ménagé dans un doigt de manutention et de verrouillage respectif (51) porté par une plaque-modèle (35), ainsi que de quatre unités rotatives (22) aptes chacune à faire tourner de 90°, par rapport à un axe vertical, un ergot étagé (24) respectif dans les deux sens.
- 11 - Installation de moulage (1) comprenant un convoyeur d'arrivée de châssis de moulage vide (2), sur lequel sont disposés une série de paires d'un châssis de dessus (Ci) et d'un châssis de dessous (C2) crampés l'un à l'autre, un poste de nettoyage intérieur (3) pour le nettoyage intérieur de châssis vide (Ci, C2), une machine à mouler (4), un poste (6) de fraisage de trou(s) de coulée et facultativement de masselotte ( s), un poste de surfaçage (5) et un convoyeur de sortie (2) sur lequel les châssis de dessus et de dessous (Ci, C2) serrés sont disposés par paires l'un au-dessus de l'autre et crampés l'un à l'autre, caractérisée par le fait que l'installation de moulage (1) comprend au moins un robot industriel (7) selon l'une des revendications 1 à 10, disposé de façon à être apte à décramper et saisir un par un les châssis (Ci, C2) vides sur le convoyeur d'arrivée (2), à déplacer un châssis (Ci, C2) ainsi décrampé jusqu'au poste de nettoyage intérieur (3), puis à déposer un châssis (Ci, C2) nettoyé intérieurement dans la machine à mouler (4) pour une opération de serrage, puis à saisir le châssis (Ci, C2) serré et à le déplacer jusqu'au poste (6) de fraisage de trou(s) de coulée, ou jusqu'au poste de surfaçage (5), avant de déposer le châssis (Ci, C2) serré sur le convoyeur de sortie (2), soit directement sur ce dernier dans le cas d'un châssis de dessous (C2) , soit sur un châssis de dessous (C2) dans le cas d'un châssis de dessus (Ci) avec crampage des châssis (Ci, C2) l'un à l'autre.
- 12 - Installation de moulage (1) selon la revendication 11, caractérisée par le fait qu'elle comprend deux robots industriels (7) tels que définis à l'une des revendications 1 à 10, l'un des robots (7) étant positionnés de façon à être apte à décramper et saisir un par un les châssis (Ci, C2) vides sur le convoyeur d'arrivée (2), à déplacer un châssis (Ci, C2) ainsi décrampé jusqu'au poste de nettoyage intérieur (3), puis à déposer un châssis (Ci, C2) nettoyé intérieurement dans la machine à mouler (4) pour une opération de serrage, tandis que l'autre robot (7) est apte à saisir un châssis (Ci, C2) serré sur la machine à mouler (4) et à le déplacer jusqu'au poste (6) de fraisage de trou(s) de coulée, ou jusqu'au poste de surfaçage (5), avant de déposer le châssis (Ci, C2) serré sur le convoyeur de sortie (2), soit directement sur ce denier dans le cas d'un châssis de dessous (C2) , soit sur un châssis de dessous (C2) dans le cas d'un châssis de dessus (Ci) avec crampage des châssis (Ci, C2) 1'un à 1'autre.
- 13 - Installation de moulage (1) selon l'une des revendications 11 et 12, caractérisée par le fait que le poste de nettoyage intérieur (3) est une brosse rotative à axe vertical (32), contre laquelle les surfaces intérieures d'un châssis (Ci, C2) vide à nettoyer sont amenés en contact par déplacement du châssis (Ci, C2) par un robot (7), de façon à nettoyer intérieurement le châssis (Ci, C2) vide.
- 14 - Installation de moulage (1) selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisée par le fait que le poste de fraisage (6) comprend une fraise d'axe vertical (46), et des premier et seconds cadres fixes de retournement (37) comprenant chacun deux montants verticaux (38) à l'extrémité supérieure desquels est prévu deux pions (39) formant un axe de pivotement d'un châssis (Ci, C2) , ce par quoi un robot (7) peut venir placer un bord inférieur d'un châssis (Ci, C2) contre les pions (39) du premier cadre de retournement (37), puis, par déplacement du châssis (Ci, C2) dans l'espace, faire pivoter le châssis (Ci, C2) de 180° autour de l'axe de pivotement formé par les deux pions (39) du premier cadre de retournement (37), le robot (7) pouvant alors déplacer le châssis (Ci, C2) par rapport à la fraise (46) pour réaliser le ou les trous de coulées et d'éventuelles masselottes dans une face du châssis (Ci, C2) serré ainsi retourné, avant de venir placer le bord inférieur du châssis (Ci, C2) serré contre les pions (39) du second cadre de retournement (37) et de faire pivoter le châssis (Ci, C2) à nouveau de 180° pour le ramener dans son orientation initiale avant dépose sur le convoyeur de sortie (2).
- 15 - Installation de moulage (1) selon l'une des revendications 11 à 14, caractérisée par le fait qu'elle comprend également un convoyeur (49) d'amenée de plaquesmodèles pour la machine à mouler (4) et un convoyeur (50)5 de sortie de plaques-modèles utilisées, l'au moins un robot (7) étant tel que défini à la revendication 10 et disposé de façon à être apte à déverrouiller puis saisir une plaque-modèle (35) sur la machine à mouler (4) et la déposer sur le convoyeur (50) de sortie de plaques-modèles10 utilisées, et à saisir une nouvelle plaque-modèle (35) sur le convoyeur (49) d'amenée de plaques-modèles et à la déposer dans la machine à mouler (4) en la verrouillant sur le porte plaque-modèle (36).1/192/19 σ>Μ— ___Ο X taSection A-A3/194/19
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