FR3121622A1 - HEAD FOR GRIPPING AND PUNCHING A PART ALLOWING ITS DRIVE IN ROTATION FOR ITS MACHINING - Google Patents
HEAD FOR GRIPPING AND PUNCHING A PART ALLOWING ITS DRIVE IN ROTATION FOR ITS MACHINING Download PDFInfo
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Abstract
La présente invention a pour objet une tête (20) de préhension, de serrage et de poinçonnage d’une pièce à usiner qui comprend un cadre structurel (22) d’orientation générale verticale qui porte une matrice (38) inférieure, un dévêtisseur (102) supérieur et un porte-poinçon, et un vérin (52) d’actionnement dont la tige est reliée au porte-poinçon caractérisée en ce que le dévêtisseur (102) est monté mobile axialement sur le porte-poinçon (84) entre une position inférieure vers laquelle il est rappelé élastiquement et une position supérieure, de manière que la commande du vérin (52) provoque successivement le serrage de la pièce, puis son poinçonnage, et en ce que la tête (20) comporte une unité motorisée d’entrainement en rotation du porte-poinçon (84). Figure pour l'abrégé : 3The present invention relates to a head (20) for gripping, clamping and punching a workpiece which comprises a structural frame (22) of generally vertical orientation which carries a lower die (38), a stripper ( 102) upper and a punch carrier, and an actuating cylinder (52) whose rod is connected to the punch carrier characterized in that the stripper (102) is axially movably mounted on the punch carrier (84) between a lower position towards which it is elastically returned and an upper position, so that the control of the cylinder (52) successively causes the clamping of the part, then its punching, and in that the head (20) comprises a motorized unit of rotary drive of the punch holder (84). Figure for abstract: 3
Description
Domaine technique de l’inventionTechnical field of the invention
La présente invention concerne une tête de préhension, de bridage et de poinçonnage d’une pièce, notamment d’une pièce mince et plane et par exemple d’un couvercle, que l’on souhaite pouvoir usiner - notamment meuler, ébavurer et/ou tronçonner - par mise en rotation de cette pièce.The present invention relates to a head for gripping, clamping and punching a part, in particular a thin and flat part and for example a cover, which it is desired to be able to machine - in particular grind, deburr and/or cut - by rotating this part.
L’invention concerne notamment une tête de préhension et de poinçonnage apte à être portée par un bras de robot.The invention relates in particular to a gripping and punching head capable of being carried by a robot arm.
L’invention concerne notamment l’usinage de pièces de forme simple ou complexe et par exemple l’usinage de pièces dont la forme générale de la périphérie peut être circulaire ou ovale et/ou de géométrie complexe.The invention relates in particular to the machining of parts of simple or complex shape and for example the machining of parts whose general shape of the periphery can be circular or oval and/or of complex geometry.
Arrière-plan techniqueTechnical background
D’une manière générale, une machine à poinçonner comprend un bâti qui porte une matrice de contre-appui en regard de laquelle se déplacent axialement un dévêtisseur et un porte-poinçon qui porte un poinçon central coaxial au dévêtisseur.In general, a punching machine comprises a frame which carries a counter-support die opposite which a stripper moves axially and a punch holder which carries a central punch coaxial with the stripper.
Il est connu du document FR2487703 de faire appel des moyens hydrauliques agencés entre le dévêtisseur et le porte-poinçon pour commander le déplacement en séquence du dévêtisseur, puis du poinçon.It is known from document FR2487703 to use hydraulic means arranged between the stripper and the punch holder to control the movement in sequence of the stripper, then of the punch.
Le poids d’une telle conception ne permet pas son adaptation pour constituer une tête de préhension et de poinçonnage apte à être portée par un bras de robot.The weight of such a design does not allow it to be adapted to constitute a gripping and punching head capable of being carried by a robot arm.
De plus, il est apparu nécessaire de pouvoir entraîner en rotation une pièce préalablement poinçonnée lorsque l’on souhaite effectuer des opérations d’usinage de cette pièce, notamment à sa périphérie.In addition, it appeared necessary to be able to drive a previously punched part in rotation when it is desired to carry out machining operations on this part, in particular at its periphery.
Pratiquer de telles opérations d’usinage en effectuant une reprise de la pièce préalablement poinçonnée sur une machine à poinçonner est possible et peut être automatisée, mais de telles solutions sont coûteuses en temps et en investissements.Performing such machining operations by resuming the previously punched part on a punching machine is possible and can be automated, but such solutions are costly in terms of time and investment.
De plus, l’adaptation des opérations de reprises et d’usinage est particulièrement complexe du fait de la forme générale de la périphérie qui peut être de forme simple, par exemple circulaire ou ovale et/ou de géométrie complexe.In addition, the adaptation of the recovery and machining operations is particularly complex due to the general shape of the periphery which can be of simple shape, for example circular or oval and/or of complex geometry.
Afin de résoudre tout ou partie de ces problèmes, l’invention propose une tête de préhension, de serrage et de poinçonnage d’une pièce à usiner qui comprend un cadre structurel d’orientation générale verticale qui porte :
- une matrice inférieure ;
- un dévêtisseur supérieur de serrage de la pièce et un porte-poinçon qui sont montés mobiles, axialement selon la direction verticale, en regard de la matrice inférieure ;
- un vérin d’actionnement dont la tige de sortie est reliée au porte-poinçon pour l’entraîner axialement entre une position haute de repos et une position basse de poinçonnage ;
caractérisée :
-- en ce que le dévêtisseur est monté mobile axialement sur le porte-poinçon entre une position inférieure vers laquelle il est rappelé élastiquement, et une position supérieure, de manière que, à partir de la position haute de repos du porte-poinçon, la commande du vérin d’actionnement provoque successivement le serrage de la pièce, puis son poinçonnage ;
-- et en ce que la tête comporte une unité motorisée d’entrainement en rotation du porte-poinçon pour entrainer le dévêtisseur, et une pièce bridée axialement par le dévêtisseur, en rotation autour d’un axe de rotation parallèle à l’axe de serrage, et la matrice inférieure est montée à rotation par rapport au cadre structurel autour dudit axe de rotation.In order to solve all or part of these problems, the invention proposes a head for gripping, clamping and punching a workpiece which comprises a structural frame of generally vertical orientation which carries:
- a lower matrix;
- an upper stripper for clamping the part and a punch holder which are mounted movably, axially in the vertical direction, facing the lower die;
- an actuating cylinder whose output rod is connected to the punch carrier to drive it axially between a high rest position and a low punching position;
characterized:
-- in that the stripper is axially movably mounted on the punch holder between a lower position towards which it is elastically returned, and an upper position, so that, from the upper rest position of the punch holder, the control of the actuating cylinder successively causes the clamping of the part, then its punching;
-- and in that the head comprises a motorized unit for driving the punch holder in rotation to drive the stripper, and a part clamped axially by the stripper, in rotation about an axis of rotation parallel to the axis of clamping, and the lower die is rotatably mounted relative to the structural frame about said axis of rotation.
Selon d’autres caractéristiques de l’invention :
- le dévêtisseur est guidé axialement par rapport au porte-poinçon, et au moins un ressort de rappel à action axiale, est interposé entre le porte-poinçon et le dévêtisseur ;
- la tête comporte un support mobile qui est monté coulissant verticalement par rapport au cadre structurel, qui est entraîné en déplacement dans les deux sens par la tige du vérin d’actionnement, et sur lequel sont montés le porte-poinçon et l’unité motorisée d’entrainement en rotation du porte-poinçon ;
- le porte-poinçon est monté à rotation par rapport au support mobile, et l’unité motorisée d’entrainement en rotation du porte-poinçon comporte un moteur qui entraîne le porte-poinçon en rotation ;
- le moteur comporte un arbre de sortie qui est parallèle à l’axe de rotation du porte-poinçon et l’entraîne en rotation par l’intermédiaire d’une courroie ou une chaine de transmission qui s’étend dans un plan horizontal ;
- le cadre structurel est en forme de C et comprend une branche inférieure horizontale qui porte la matrice inférieure, une branche supérieure horizontale sur laquelle le support est monté coulissant, et une branche verticale de raccordement des deux branches horizontales ;
- une extrémité libre de la branche supérieure horizontale porte un bloc de guidage en coulissement du support mobile et de fixation du vérin d’actionnement
- la tige de sortie du vérin d’actionnement s’étend axialement selon la direction verticale et, à son extrémité inférieure, est reliée au porte-poinçon pour l’entraîner axialement ;
- la branche verticale porte une platine de fixation de la tête à un bras de manipulation, notamment à un bras d’un robotAccording to other characteristics of the invention:
- The stripper is guided axially with respect to the punch carrier, and at least one axially acting return spring is interposed between the punch carrier and the stripper;
- the head comprises a movable support which is mounted to slide vertically with respect to the structural frame, which is moved in both directions by the rod of the actuating cylinder, and on which the punch holder and the motorized unit are mounted rotary drive of the punch holder;
- the punch holder is mounted for rotation relative to the mobile support, and the motorized unit for driving the punch holder in rotation comprises a motor which drives the punch holder in rotation;
- the motor comprises an output shaft which is parallel to the axis of rotation of the punch holder and drives it in rotation by means of a belt or a transmission chain which extends in a horizontal plane;
- the structural frame is C-shaped and comprises a horizontal lower branch which carries the lower matrix, a horizontal upper branch on which the support is slidably mounted, and a vertical branch connecting the two horizontal branches;
- a free end of the horizontal upper branch carries a sliding guide block for the mobile support and for fixing the actuating jack
- the output rod of the actuator cylinder extends axially in the vertical direction and, at its lower end, is connected to the punch holder to drive it axially;
- the vertical branch carries a plate for fixing the head to a manipulation arm, in particular to an arm of a robot
Brève descriptions des figuresBrief descriptions of figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear during the reading of the detailed description which will follow for the understanding of which reference will be made to the appended drawings in which:
Description détaillée de l'inventionDetailed description of the invention
Pour la description de l'invention et la compréhension des revendications, on adoptera à titre non limitatif et sans référence limitative à la gravité terrestre les orientations verticale, longitudinale et transversale selon le repère V, L, T indiqué aux figures dont les axes longitudinal L et transversal T s’étendent dans un plan horizontal.For the description of the invention and the understanding of the claims, the vertical, longitudinal and transverse orientations according to the reference V, L, T indicated in the figures whose longitudinal axes L and transverse T extend in a horizontal plane.
Par convention, l’axe longitudinal L est orienté de l’arrière vers l’avant.By convention, the longitudinal axis L is oriented from the back to the front.
Dans la description qui va suivre, des éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence.In the following description, identical, similar or analogous elements will be designated by the same reference numerals.
Exemple de réalisation
On a représenté aux figures une tête de préhension 20, aussi appelée préhenseur. Example of realization
There is shown in the figures a gripping head 20, also called gripper.
La tête de préhension 20 présente ici une symétrie générale de conception par rapport à son plan vertical et longitudinal médian.The gripping head 20 here has a general design symmetry with respect to its median vertical and longitudinal plane.
La tête 20 comporte un cadre structurel rigide 22 en forme général de « C ».The head 20 comprises a rigid structural frame 22 in the general form of "C".
Le cadre 22 est ici constitué par deux plaques verticales identiques et parallèles 24 dont chacune comporte une branche horizontale longitudinale inférieure 26 et une branche horizontale longitudinale supérieure 28.The frame 22 here consists of two identical and parallel vertical plates 24, each of which comprises a lower longitudinal horizontal branch 26 and an upper longitudinal horizontal branch 28.
A leurs extrémités longitudinales arrière, les deux branches horizontales 26 et 28 sont reliées entre elles par une banche arrière verticale 30.At their rear longitudinal ends, the two horizontal branches 26 and 28 are interconnected by a vertical rear panel 30.
Les deux plaques verticales 24 sont ici reliées entre elles, selon un assemblage vissé, par :
- une platine inférieure horizontale 32 agencée entre les tronçons d’extrémité avant des branches inférieures 26 ;
- une platine verticale arrière 34 agencée sensiblement à mi-hauteur entre les branches verticales parallèles 30 ; et
- une platine verticale avant 36 agencée entre les bords d’extrémité avant des branches supérieures 28.The two vertical plates 24 are here connected together, according to a screwed assembly, by:
- A horizontal lower plate 32 arranged between the front end sections of the lower branches 26;
- A rear vertical plate 34 arranged substantially at mid-height between the parallel vertical branches 30; and
- a front vertical plate 36 arranged between the front end edges of the upper branches 28.
Grâce à une telle conception, le cadre structurel 22 se présente sous la forme d’une structure en C qui est globalement creuse et d’une grande rigidité.Thanks to such a design, the structural frame 22 is in the form of a C-structure which is generally hollow and of great rigidity.
Le cadre structurel 22 délimite ainsi notamment un espace ou volume libre interne 23.The structural frame 22 thus notably delimits an internal free space or volume 23.
La platine inférieure 32 porte une matrice 38 de contre-appui qui est ici de forme générale cylindrique et qui, par l’intermédiaire d’une monture 40 à roulements est montée libre à rotation sur la platine inférieure 32, autour d’un axe vertical A1.The lower plate 32 carries a matrix 38 of counter-support which here is of generally cylindrical shape and which, by means of a mount 40 with bearings is mounted freely in rotation on the lower plate 32, around a vertical axis. A1.
La platine verticale arrière 34 porte une monture 42 de fixation réglable et orientable du cadre structurel, et donc de la tête 20, par exemple sur un bras d’un robot (non représenté).The rear vertical plate 34 carries a mounting 42 for adjustable and orientable fixing of the structural frame, and therefore of the head 20, for example on an arm of a robot (not shown).
La platine verticale avant 36 porte un bloc 44 de guidage qui est fixé par vissage sur sa face verticale avant 33.The front vertical plate 36 carries a guide block 44 which is fixed by screwing on its front vertical face 33.
Le bloc de guidage 44 comporte ici deux montants verticaux 46 reliés entre eux par un montant horizontal 48 et dont chacun comporte un alésage vertical débouchant 50 dont chacun constitue une coulisse de guidage.The guide block 44 here comprises two vertical uprights 46 interconnected by a horizontal upright 48 and each of which comprises an emerging vertical bore 50, each of which constitutes a guide slide.
Le montant horizontal 48 porte sur sa face supérieure un vérin vertical d’actionnement 52.The horizontal upright 48 carries on its upper face a vertical actuator 52.
Le vérin 52 peut être un vérin oléopneumatique, ou bien un vérin hydraulique ou pneumatique, ou encore électrique.The jack 52 can be an oleopneumatic jack, or else a hydraulic or pneumatic jack, or else an electric one.
Le vérin d’actionnement 52 comporte une tige de sortie (non visible aux figures) qui s’étend axialement vers le bas à travers un trou central débouchant 54 du montant horizontal 48 du bloc de guidage 44.The actuating cylinder 52 comprises an output rod (not visible in the figures) which extends axially downwards through a central opening hole 54 of the horizontal upright 48 of the guide block 44.
Le cadre structurel 22, le bloc de guidage 44 et le vérin d’actionnement 52 constitue un sous-ensemble fixe de guidage et d’entraînement du sous ensemble mobile 60 représenté notamment à la
Comme on peut le voir notamment à la
Le support mobile 62 comporte une plaque horizontale arrière 66 et une plaque verticale transversale avant 68 reliées entre elles par des équerres latérales 71.The mobile support 62 comprises a rear horizontal plate 66 and a front transverse vertical plate 68 interconnected by lateral brackets 71.
La plaque horizontale arrière 66 comporte une découpe centrale et, sur sa face supérieure 65, elle porte un motoréducteur électrique 70 dont l’arbre inférieur de sortie 72 s’étend axialement, selon un axe vertical A2 de rotation, au-dessous de sa face inférieure 63.The rear horizontal plate 66 has a central cutout and, on its upper face 65, it carries an electric gear motor 70 whose lower output shaft 72 extends axially, along a vertical axis A2 of rotation, below its face. lower 63.
La plaque verticale et transversale avant 68, porte deux colonnes verticales de guidage 74 dont chacune est reçue à coulissement dans un alésage associé 50 du bloc de guidage 44.The front vertical and transverse plate 68 carries two vertical guide columns 74, each of which is slidably received in an associated bore 50 of the guide block 44.
A leurs extrémités inférieures, les colonnes de guidage 74 sont fixées à un bloc de liaison 76 qui est ainsi monté mobile verticalement dans les deux sens par rapport au sous-ensemble fixe, et notamment par rapport à platine inférieure horizontale 32 et à la matrice tournante 38.At their lower ends, the guide columns 74 are fixed to a connecting block 76 which is thus mounted to move vertically in both directions with respect to the fixed sub-assembly, and in particular with respect to the horizontal lower plate 32 and to the rotating die. 38.
Pour l’entrainement en déplacement vertical dans les deux sens de l’équipage mobile 60, la tige du vérin d’actionnement 52 est reliée à une entretoise 78 fixée sur la face supérieure du bloc de liaison 76.For training in vertical movement in both directions of the mobile assembly 60, the rod of the actuating cylinder 52 is connected to a spacer 78 fixed to the upper face of the connecting block 76.
Sous sa face inférieure 77, le bloc de liaison 76 porte un boîtier 80 qui est fermé par une rondelle inférieure 82 et à l’intérieur duquel un porte-poinçon 84 est monté à rotation libre, autour d’un axe de rotation confondu avec l’axe A1, par l’intermédiaire de roulements 86.Beneath its underside 77, the connecting block 76 carries a housing 80 which is closed by a lower washer 82 and inside which a punch holder 84 is mounted for free rotation, around an axis of rotation coinciding with the axis A1, via bearings 86.
Le porte-poinçon 84 comporte une partie supérieure 88 qui est guidée à rotation dans le boîtier 80 et une partie inférieure 90 dont la périphérie constitue une couronne dentée 92 d’entraînement en rotation du porte-poinçon 84 autour de l’axe A1.The punch holder 84 comprises an upper part 88 which is guided in rotation in the housing 80 and a lower part 90 whose periphery constitutes a ring gear 92 for driving the punch holder 84 in rotation around the axis A1.
Pour cet entraînement en rotation, la tête 20 comporte ici une courroie crantée 94 qui est elle-même entrainée dans les deux sens par un pignon denté 96 porté par l’arbre inférieur de sortie 72 du motoréducteur 70.For this rotational drive, the head 20 here comprises a toothed belt 94 which is itself driven in both directions by a toothed pinion 96 carried by the lower output shaft 72 of the geared motor 70.
Ainsi, le moteur est un moteur électrique dont l’arbre du rotor est parallèle à l’axe A1 de rotation du porte-poinçon 84 et l’entraîne en rotation par l’intermédiaire d’une courroie crantée 94, ou une chaine de transmission qui s’étend dans un plan horizontal.Thus, the motor is an electric motor whose rotor shaft is parallel to the axis A1 of rotation of the punch holder 84 and drives it in rotation via a toothed belt 94, or a transmission chain which extends in a horizontal plane.
Le porte-poinçon 84 loge un poinçon 100 comportant un tronçon actif d’extrémité libre inférieure 101.The punch holder 84 houses a punch 100 comprising an active lower free end section 101.
Le poinçon 100 est lié axialement au porte-poinçon et donc au bloc de liaison 76 qui, sous l’action du vérin d’actionnement 52, entraîne le porte-poinçon 84 et le poinçon 100 en déplacement axial dans les deux sens selon l’axe vertical A1.The punch 100 is linked axially to the punch carrier and therefore to the connecting block 76 which, under the action of the actuating cylinder 52, drives the punch carrier 84 and the punch 100 in axial displacement in both directions according to the vertical axis A1.
Le porte-poinçon 84 porte aussi un dévêtisseur 102, aussi appelé serre-flan, qui – de manière connue – est apte à coopérer avec la matrice de contre-appui 38 pour serrer axialement une pièce P à poinçonner.The punch carrier 84 also carries a stripper 102, also called a blank holder, which – in a known manner – is capable of cooperating with the counter-support die 38 to axially clamp a part P to be punched.
Le dévêtisseur 102 est ici une pièce tubulaire dont le perçage axial central 104 permet le passage coaxial du poinçon 100 et le déplacement axial de ce dernier par rapport au dévêtisseur 102.The stripper 102 is here a tubular part whose central axial bore 104 allows the coaxial passage of the punch 100 and the axial displacement of the latter relative to the stripper 102.
Outre son perçage central 104, le corps du dévêtisseur 102 comporte trois alésages de guidage 106 répartis angulairement à cent-vingt degrés autour de l’axe A1.In addition to its central bore 104, the body of the stripper 102 comprises three guide bores 106 distributed angularly at one hundred and twenty degrees around the axis A1.
Le dévêtisseur est porté par une monture 108 qui comporte elle aussi trois alésages 110 alignés avec les alésages de guidage 106.The stripper is carried by a mount 108 which also has three bores 110 aligned with the guide bores 106.
Pour le guidage en déplacement axial du dévêtisseur 102 par rapport au porte-poinçon 84, ce dernier porte trois tiges axiales vissées 112 de guidage qui s’étendent axialement vers le bas en-dessous de la partie inférieure 90.For the axial displacement guidance of the stripper 102 relative to the punch holder 84, the latter carries three screwed axial rods 112 for guiding which extend axially downwards below the lower part 90.
Chaque tête d’extrémité inférieure 114 d’une tige de guidage 112 est reçue et est guidée en coulissement dans un alésage de guidage associé 106 du dévêtisseur 102.Each lower end head 114 of a guide rod 112 is received and slidably guided in an associated guide bore 106 of the stripper 102.
Chaque tête d’extrémité inférieure 114 définit aussi la position inférieure extrême du dévêtisseur 102 par rapport au porte-poinçon 84.Each lower end head 114 also defines the extreme lower position of the stripper 102 with respect to the punch holder 84.
Le dévêtisseur 102 est en permanence rappelé élastiquement vers cette position inférieure extrême, ici à titre non limitatif par trois ressorts à gaz 116.The stripper 102 is permanently elastically returned to this extreme lower position, here without limitation by three gas springs 116.
La position supérieure extrême du dévêtisseur par rapport au porte-poinçon 84 (Illustrée à la
Chaque ressort à gaz 116 est fixé à l’intérieur d’un logement complémentaire 117 de la partie supérieure 88 du porte-poinçon 84 et il comporte une tige de piston 118 qui est en permanence en appui élastique contre une tête 120 d’une vis associée 122 d’assemblage de la monture 108 et du dévêtisseur 102.Each gas spring 116 is fixed inside a complementary housing 117 of the upper part 88 of the punch holder 84 and it comprises a piston rod 118 which is permanently in elastic support against a head 120 of a screw associated 122 for assembling the frame 108 and the stripper 102.
Pour appuyer sur la face supérieure d’une pièce P à serrer axialement avant son poinçonnage, la face inférieure du dévêtisseur 102 comporte ici un bord annulaire périphérique plan 103 de serrage, tandis que la face supérieure de la matrice de contre-appui 38 est bombée et convexe et délimite une arête centrale supérieure circulaire 39 de plus petit diamètre et centrée par rapport au bord annulaire de serrage 103.To press on the upper face of a part P to be clamped axially before its punching, the lower face of the stripper 102 here comprises a flat peripheral annular edge 103 for clamping, while the upper face of the counter-support die 38 is curved and convex and delimits a circular upper central edge 39 of smaller diameter and centered with respect to the annular clamping edge 103.
Centralement, la matrice de contre-appui 38 comporte un noyau central en acier 37 de guidage du poinçon 100 après que ce dernier ait traversé la pièce P.Centrally, the counter-support die 38 comprises a central steel core 37 for guiding the punch 100 after the latter has passed through the part P.
Dans la position illustrée à la
La tête 20 présente ainsi une grande ouverture de dégagement permettant de traiter des pièces de grandes variétés de dimensions et d’épaisseur.The head 20 thus has a large clearance opening making it possible to process parts of a wide variety of sizes and thicknesses.
En partant de la position illustrée aux figures 5 et 6, pour prendre une pièce P tel qu’ici un couvercle, le robot positionne la tête 20 par rapport à la pièce P à prendre. Ce positionnement peut par exemple être réalisé au moyen d’un dispositif de vision qui prend en compte les différents paramètres de dimensions et de forme de la pièce.Starting from the position illustrated in Figures 5 and 6, to pick up a part P such as a lid here, the robot positions the head 20 with respect to the part P to be picked up. This positioning can for example be carried out by means of a vision device which takes into account the various parameters of dimensions and shape of the part.
Ensuite, le vérin d’actionnement 52 est activé pour provoquer un déplacement rapide du porte-poinçon 84 et du dévêtisseur 102 afin de brider la pièce P en la serrant axialement entre le bord 103 et l’arête 39, comme illustré aux figures 7 et 8.Then, the actuating cylinder 52 is activated to cause rapid movement of the punch holder 84 and of the stripper 102 in order to clamp the part P by clamping it axially between the edge 103 and the edge 39, as illustrated in FIGS. 7 and 8.
Ainsi serrée, la pièce P peut être alors déplacée par le robot sans risque de chute de cette pièce P.Thus clamped, part P can then be moved by the robot without risk of this part P falling.
Le vérin continue ensuite sa course afin de poinçonner centralement la pièce P comme illustré à la
La pièce P est ainsi poinçonnée et est toujours bridée par la tête 20.Part P is thus punched and is still clamped by head 20.
La qualité du bridage axial de la pièce P et son poinçonnage évite tout risque de glissement et de déformation plastique lors de l’usinage tel qu’un meulage périphérique.The quality of the axial clamping of the part P and its punching avoids any risk of slippage and plastic deformation during machining such as peripheral grinding.
Il est alors possible de déplacer la tête 20 et la pièce P par rapport à un outil d’usinage qui est par exemple une meule M d’ébavurage comme illustré à la
De manière à pouvoir usiner la totalité du bord périphérique de la pièce P, cette dernière est entrainée en rotation le dévêtisseur 102 qui est lui-même entraîné en rotation par la courroie crantée 94.In order to be able to machine the entire peripheral edge of the part P, the latter is driven in rotation by the stripper 102 which is itself driven in rotation by the toothed belt 94.
Il est possible d’usiner un bord ou contour circulaire ou bien non circulaire et par exemple ovale en faisant appel à la faculté d’asservir des déplacements longitudinaux de la tête 20 par rapport à la pièce.It is possible to machine a circular or non-circular and for example oval edge or contour by using the ability to control longitudinal displacements of the head 20 with respect to the part.
Le motoréducteur 70 constitue un septième axe asservi d’un robot six axes équipé de la tête 20.The geared motor 70 constitutes a seventh servo axis of a six-axis robot equipped with the head 20.
Un robot équipé de la tête selon l’invention peut présenter la pièce devant un outil d’usinage en rotation et mettre la pièce en rotation afin d’en usiner le contour. La tête de préhension suit le profil de la pièce durant la rotation par un mouvement asservi de translation donné par le robotA robot equipped with the head according to the invention can present the part in front of a rotating machining tool and set the part in rotation in order to machine its contour. The gripping head follows the profile of the part during rotation by a servo-controlled translation movement given by the robot
La conception permet ainsi un suivi du profil de la pièce durant l’usinage pour les pièces qui ne sont pas rondes avec :
- un temps de réponse de l’asservissement réduit qui permet d’avoir une bonne corrélation entre les trajectoires suivies par le robot, le profil de la pièce et l’outil d’usinage ;
- une grande précision de l’asservissement par rapport au profil de la pièce.The design thus allows monitoring of the profile of the part during machining for parts that are not round with:
- a reduced servo response time which allows a good correlation between the trajectories followed by the robot, the profile of the part and the machining tool;
- high precision of the servo-control in relation to the profile of the part.
La conception selon l’invention permet ainsi de proposer un procédé d’usinage du bord périphérique d’une pièce P bridée et poinçonnée au moyen d’une tête 20 selon l’invention qui l’entraîne aussi en rotation, la tête de préhension étant portée par un bras d’un robot, les trajectoires de déplacement du robot et l’entraînement en rotation de la pièce étant asservis, notamment pour permettre l’usinage de pièces de forme simple ou complexe et par exemple l’usinage de pièces dont la forme générale de la périphérie peut être circulaire ou ovale et/ou de géométrie complexe.
The design according to the invention thus makes it possible to propose a method for machining the peripheral edge of a clamped and punched part P by means of a head 20 according to the invention which also drives it in rotation, the gripping head being carried by an arm of a robot, the paths of movement of the robot and the rotational drive of the part being controlled, in particular to allow the machining of parts of simple or complex shape and for example the machining of parts whose general shape of the periphery can be circular or oval and/or of complex geometry.
Claims (9)
- une matrice (38) inférieure ;
- un dévêtisseur (102) supérieur de serrage de la pièce (P) et un porte-poinçon (84) qui sont montés mobiles, axialement selon la direction verticale, en regard de la matrice (38) inférieure ;
- un vérin (52) d’actionnement dont la tige de sortie est reliée au porte-poinçon (84) pour l’entraîner axialement (A1) entre une position haute de repos et une position basse de poinçonnage,
caractérisée :
-- en ce que le dévêtisseur (102) est monté mobile axialement sur le porte-poinçon (84) entre une position inférieure vers laquelle il est rappelé élastiquement, et une position supérieure, de manière que, à partir de la position haute de repos du porte-poinçon (84), la commande du vérin (52) d’actionnement provoque successivement le serrage de la pièce (P), puis son poinçonnage,
-- et en ce que la tête (20) comporte une unité motorisée (70) d’entrainement en rotation du porte-poinçon (84) pour entrainer le dévêtisseur (102), et une pièce (P) bridée axialement par le dévêtisseur (102), en rotation autour d’un axe de rotation parallèle à l’axe (A1) de serrage, et la matrice (38) inférieure est montée à rotation par rapport au cadre structurel (22) autour dudit axe de rotation.Head (20) for gripping, clamping and punching a workpiece (P) which comprises a structural frame (22) of generally vertical orientation which carries:
- a lower die (38);
- an upper stripper (102) for clamping the part (P) and a punch holder (84) which are movably mounted, axially in the vertical direction, facing the lower die (38);
- an actuating cylinder (52) whose output rod is connected to the punch carrier (84) to drive it axially (A1) between a high rest position and a low punching position,
characterized:
-- in that the stripper (102) is axially movably mounted on the punch holder (84) between a lower position towards which it is elastically returned, and an upper position, so that, from the upper position of rest of the punch carrier (84), the control of the actuating cylinder (52) successively causes the clamping of the part (P), then its punching,
-- and in that the head (20) comprises a motorized unit (70) for driving the punch holder (84) in rotation to drive the stripper (102), and a part (P) clamped axially by the stripper ( 102), in rotation about an axis of rotation parallel to the axis (A1) of clamping, and the lower die (38) is rotatably mounted relative to the structural frame (22) about said axis of rotation.
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FR2103727A FR3121622B1 (en) | 2021-04-12 | 2021-04-12 | GRIPPERING AND PUNCHING HEAD OF A PART ALLOWING ROTATIONAL DRIVE FOR ITS MACHINING |
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FR3121622B1 (en) | 2023-11-24 |
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