FR3128653A1 - gripping system - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un système de préhension (4). Le système de préhension (4) selon l’invention comporte une membrane souple (8) formant une enceinte déformable (14) fermée logeant un matériau granuleux, un premier dispositif pneumatique (6) en communication fluidique avec l’enceinte déformable (14), le premier dispositif pneumatique (6) étant configuré pour pouvoir pressuriser ou dépressuriser ladite enceinte déformable (14), un dispositif de préhension (9). Le dispositif de préhension (9) comporte un support inférieur (10), au moins deux bras de préhension (11) s’étendant en saillie à partir du support inférieur (10) et un organe de préhension (12) fixé solidairement à chaque au moins un bras de préhension (11). Conformément à l’invention, la membrane souple (8) est fixée solidairement au support inférieur (10) du dispositif de préhension (9) par le biais d’un élément de fixation (20) Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 3The invention relates to a gripping system (4). The gripping system (4) according to the invention comprises a flexible membrane (8) forming a closed deformable enclosure (14) housing a granular material, a first pneumatic device (6) in fluid communication with the deformable enclosure (14), the first pneumatic device (6) being configured to be able to pressurize or depressurize said deformable enclosure (14), a gripping device (9). The gripping device (9) comprises a lower support (10), at least two gripping arms (11) projecting from the lower support (10) and a gripping member (12) fixed integrally to each least one gripping arm (11). According to the invention, the flexible membrane (8) is fixed integrally to the lower support (10) of the gripping device (9) by means of a fixing element (20) Figure to be published with the abstract: Fig. 3
Description
Le contexte technique de la présente invention est celui de la préhension d’objets en vue de leur manutention, notamment la préhension d’objets dédiées à l’industrie automobile. Plus particulièrement, l’invention a trait à un système de préhension.The technical context of the present invention is that of the gripping of objects with a view to their handling, in particular the gripping of objects dedicated to the automotive industry. More particularly, the invention relates to a gripping system.
La fabrication des véhicules automobiles est un processus en grande partie automatisé. Des chaînes de montage, notamment des chaînes de montage d’éléments destinés à être intégrés dans le véhicule automobile et des chaînes de montage visant à assembler le véhicule automobile, sont dépendantes de robots automatisés assistant les opérateurs dans leurs tâches. En particulier, les robots automatisés sont utiles dans la manutention d’objets tels des pièces imposantes en poids et/ou en dimension, comme des tôles de carrosseries, notamment de type portière.Motor vehicle manufacturing is a largely automated process. Assembly lines, in particular assembly lines for elements intended to be integrated into the motor vehicle and assembly lines aimed at assembling the motor vehicle, are dependent on automated robots assisting the operators in their tasks. In particular, automated robots are useful in the handling of objects such as imposing parts in weight and/or in size, such as bodywork sheets, in particular of the door type.
Dans l’état de la technique, le document FR3 051 701 décrit un dispositif de préhension d'objets comprenant une ventouse pneumatique associée à une membrane. La membrane forme une enceinte déformable renfermant un matériau granuleux, la membrane et le matériau granuleux donnant à ce dispositif de préhension d’objets des caractéristiques plastiques pilotables.In the state of the art, document FR3 051 701 describes a device for gripping objects comprising a pneumatic suction cup associated with a membrane. The membrane forms a deformable enclosure containing a granular material, the membrane and the granular material giving this device for gripping objects controllable plastic characteristics.
Le dispositif de préhension d'objets tel que décrit dans le document FR3 051 701 est particulièrement adapté à la préhension d'objets plans. L’utilisation de la ventouse pneumatique impose que la zone de contact entre ladite ventouse pneumatique et ledit objet plan soit pleine. En effet, pour obtenir la préhension de l’objet, il est nécessaire que la ventouse adhère, grâce une pression négative exercée entre la ventouse pneumatique et cette zone de contact. Ce dispositif n'est par conséquent pas adapté à la préhension d'objets ajourés ou perforés, pour lesquels l’adhérence par la ventouse ne peut être assurée. Pour la préhension d’objets ayant une forme galbée, il est nécessaire de préconfigurer le dispositif de préhension d'objets tel que décrit ans le document FR3 051 701 en fonction de chacun desdits objets. Par ailleurs, un tel dispositif de préhension est d’encombrement trop important pour certains usages, tel que par exemple une manipulation inter presse d’emboutissage.The device for gripping objects as described in document FR3 051 701 is particularly suitable for gripping flat objects. The use of the pneumatic suction cup requires that the contact zone between said pneumatic suction cup and said flat object be full. Indeed, to obtain the gripping of the object, it is necessary that the suction cup adheres, thanks to a negative pressure exerted between the pneumatic suction cup and this contact zone. This device is therefore not suitable for gripping perforated or perforated objects, for which adhesion by the suction cup cannot be ensured. For gripping objects having a curved shape, it is necessary to preconfigure the device for gripping objects as described in document FR3 051 701 according to each of said objects. Furthermore, such a gripping device is too bulky for certain uses, such as, for example, manipulation between the stamping press.
Dans l’état de la technique, le document FR3098140_A1 décrit un préhenseur pour soulever et déplacer une charge et un procédé associé. Le préhenseur comprend au moins un outil de préhension pouvant s'adapter au relief de la surface de l'objet à saisir. Le préhenseur décrit dans le document FR3098140_A1 comprend au moins une poche renfermant un matériau granulaire et un fluide de fluidification, des moyens pneumatiques de compression de ladite poche permettant de faire passer le matériau granulaire d'un état fluide à un état durci et inversement, au moins un support d'outil de préhension montrant deux extrémités dont une première extrémité portant une interface de fixation d'un outil de préhension. Le préhenseur décrit dans le document FR3098140_A1 est caractérisé en ce qu'au moins un support d'outil de préhension est monté à rotation dans un bras et agencé pour que sa deuxième extrémité soit disposée dans ladite poche renfermant le matériau granulaire et montre un relief apte à être retenu par le matériau granulaire lorsqu'il est à l'état durci de sorte à empêcher la rotation dudit support dans ledit bras.In the state of the art, document FR3098140_A1 describes a gripper for lifting and moving a load and an associated method. The gripper comprises at least one gripping tool that can adapt to the relief of the surface of the object to be gripped. The gripper described in the document FR3098140_A1 comprises at least one pocket containing a granular material and a fluidizing fluid, pneumatic means for compressing said pocket allowing the granular material to pass from a fluid state to a hardened state and vice versa, at the at least one gripping tool support showing two ends, one end of which carries an interface for fixing a gripping tool. The gripper described in the document FR3098140_A1 is characterized in that at least one gripping tool support is rotatably mounted in an arm and arranged so that its second end is placed in the said pocket containing the granular material and shows a suitable relief to be retained by the granular material when it is in the hardened state so as to prevent the rotation of said support in said arm.
On comprend qu’il est intéressant de trouver des solutions alternatives à celle décrite dans le document FR3098140_A1 et qui soient spécifiquement adaptées aux contraintes liées à une préhension d’une pièce automobile individualisée. Notamment, il est intéressant de trouver des solutions alternatives permettant au préhenseur de gagner en compacité pour satisfaire à différents usages incluant une manipulation inter presse d’emboutissage.It is understood that it is interesting to find alternative solutions to that described in the document FR3098140_A1 and which are specifically adapted to the constraints linked to gripping an individualized automobile part. In particular, it is interesting to find alternative solutions allowing the gripper to gain in compactness to satisfy different uses including manipulation between stamping presses.
La présente invention a pour objet de proposer un nouveau système de préhension afin de répondre au moins en grande partie aux problèmes précédents et de conduire en outre à d’autres avantages.The object of the present invention is to provide a new gripping system in order to respond at least in large part to the above problems and also to lead to other advantages.
Un autre but de l’invention est de proposer un système de préhension peu encombrant, dont la compacité est garantie quelle que soit la configuration adoptée par ledit système de préhension.Another object of the invention is to provide a compact gripping system, the compactness of which is guaranteed regardless of the configuration adopted by said gripping system.
Un autre but de l’invention est de proposer un système de préhension ayant une meilleure ergonomie par rapport aux systèmes de préhension existant.Another object of the invention is to provide a gripping system with better ergonomics compared to existing gripping systems.
Un autre but de l’invention est de proposer un système de préhension réutilisable pour un grand nombre de cycles de travail.Another object of the invention is to provide a reusable gripping system for a large number of work cycles.
Un autre but de l’invention est de proposer un système de préhension adapté pour être utilisé lors d’une manipulation inter presse d’emboutissage.Another object of the invention is to provide a gripping system suitable for use during inter-press stamping manipulation.
Un autre but de l’invention est de proposer un système de préhension fiable dans son fonctionnement.Another object of the invention is to provide a gripping system that is reliable in its operation.
Selon un premier aspect de l’invention, on atteint au moins l’un des objectifs précités avec un système de préhension comportant : (I) une membrane souple formant une enceinte déformable fermée logeant un matériau granuleux ; (II) un premier dispositif pneumatique en communication fluidique avec l’enceinte déformable, le premier dispositif pneumatique étant configuré pour pouvoir pressuriser ou dépressuriser ladite enceinte déformable ; (III) un dispositif de préhension comportant : (i) un support inférieur ; (ii) au moins deux bras de préhension s’étendant en saillie à partir du support inférieur ; et (iii) un organe de préhension fixé solidairement à chaque au moins un bras de préhension ; caractérisé en ce que la membrane souple est fixée solidairement au support inférieur du dispositif de préhension par le biais d’un élément de fixation.According to a first aspect of the invention, at least one of the aforementioned objectives is achieved with a gripping system comprising: (I) a flexible membrane forming a closed deformable enclosure housing a granular material; (II) a first pneumatic device in fluid communication with the deformable enclosure, the first pneumatic device being configured to be able to pressurize or depressurize said deformable enclosure; (III) a gripping device comprising: (i) a lower support; (ii) at least two gripper arms projecting from the lower support; and (iii) a gripping member integrally attached to each at least one gripping arm; characterized in that the flexible membrane is fixed integrally to the lower support of the gripping device by means of a fixing element.
Dans le système de préhension conforme au premier aspect de l’invention, la membrane forme une enceinte déformable, en ce sens qu’elle est configurée pour pouvoir modifier la forme de l’enceinte délimitée par ladite membrane. La membrane est souple, c’est-à-dire déformable, voire étirable de manière élastique. Lorsque l’enceinte déformable est remplie par une quelconque matière, la membrane est sous tension, et lorsque la membrane est vidée, elle se rétracte sur elle-même.In the gripping system according to the first aspect of the invention, the membrane forms a deformable enclosure, in the sense that it is configured to be able to modify the shape of the enclosure delimited by said membrane. The membrane is flexible, i.e. deformable, even elastically stretchable. When the deformable enclosure is filled with any material, the membrane is under tension, and when the membrane is emptied, it retracts on itself.
Dans le système de préhension conforme au premier aspect de l’invention, le matériau granuleux logé dans l’enceinte déformable est un matériau fragmenté, comprenant une pluralité de fragments tels des grains, des billes ou du sable. Les petits fragments sont par exemple de même nature ou sont de nature hétérogène. Le matériau granuleux comprend par exemple un matériau synthétique. Le matériau granuleux est caractérisé par la dimension de ses fragments, dimension dont la valeur est comprise dans une gamme de granulométrie donnée.In the gripping system according to the first aspect of the invention, the granular material housed in the deformable enclosure is a fragmented material, comprising a plurality of fragments such as grains, balls or sand. The small fragments are for example of the same nature or are of heterogeneous nature. The granular material comprises for example a synthetic material. The granular material is characterized by the dimension of its fragments, dimension whose value is included in a given range of particle size.
Dans le système de préhension conforme au premier aspect de l’invention, le premier dispositif pneumatique est configuré pour pouvoir pressuriser ou dépressuriser ladite enceinte déformable. Pour ce faire, il est configuré pour pouvoir injecter ou expulser un fluide tel que par exemple un fluide de type gaz. Par exemple, le premier dispositif pneumatique comprend une pompe afin de piloter l’injection ou l’expulsion du gaz dans la membrane. Par l’effet de pressurisation/dépressurisation imposée par le premier dispositif pneumatique, la tension exercée sur la membrane varie, respectivement elle se tend et se détend, voire se contracte, et en conséquence l’enceinte déformable se déforme. Par exemple, l’enceinte déformable est dite « pressurisée » lorsqu’elle contient une première quantité de gaz imposant une première pression dans l’enceinte déformable. Lorsqu’elle contient une deuxième quantité de gaz qui est moindre par rapport à la première quantité de gaz, imposant une deuxième pression inférieure à la première pression dans l’enceinte déformable, alors l’enceinte déformable est dite « dépressurisée ». De manière particulièrement avantageuse, le gaz est de l’air. L’association de la membrane, du matériau granuleux et du premier dispositif pneumatique rend possible une flexibilité ou une rigidité et une diversité de positionnements au système de préhension.In the gripping system according to the first aspect of the invention, the first pneumatic device is configured to be able to pressurize or depressurize said deformable enclosure. To do this, it is configured to be able to inject or expel a fluid such as for example a gas-type fluid. For example, the first pneumatic device comprises a pump in order to control the injection or the expulsion of the gas in the membrane. By the pressurization/depressurization effect imposed by the first pneumatic device, the tension exerted on the membrane varies, respectively it stretches and relaxes, or even contracts, and consequently the deformable enclosure is deformed. For example, the deformable enclosure is said to be “pressurized” when it contains a first quantity of gas imposing a first pressure in the deformable enclosure. When it contains a second quantity of gas which is less than the first quantity of gas, imposing a second pressure lower than the first pressure in the deformable enclosure, then the deformable enclosure is said to be "depressurized". Particularly advantageously, the gas is air. The combination of the membrane, the granular material and the first pneumatic device makes flexibility or rigidity and a diversity of positions possible for the gripping system.
Dans le système de préhension conforme au premier aspect de l’invention, le dispositif de préhension comporte le support inférieur, au moins deux bras de préhension s’étendant en saillie à partir du support inférieur et l’organe de préhension fixé solidairement à chaque au moins un bras de préhension. Le support inférieur supporte les au moins deux bras de préhension. On comprend que chaque organe de préhension est déporté par rapport à la membrane souple par l’intermédiaire de chacun des bras de préhension. Chacun des organes de préhension est destiné à la préhension d'objets. Avec au moins deux bras de préhension s’étendant en saillie à partir du support inférieur, le système de préhension conforme au premier aspect de l’invention est adapté à la préhension d'objets de différentes conformations. La préhension de ces objets est aussi, avec au moins deux bras de préhension, sécurisée. Avantageusement, chaque organe de préhension est destiné à avoir une prise sur un objet en même temps que chaque autre organe de préhension.In the gripping system according to the first aspect of the invention, the gripping device comprises the lower support, at least two gripping arms projecting from the lower support and the gripping member fixed integrally to each minus one gripping arm. The lower support supports the at least two gripper arms. It is understood that each gripping member is offset relative to the flexible membrane via each of the gripping arms. Each of the gripping members is intended for gripping objects. With at least two gripping arms projecting from the lower support, the gripping system according to the first aspect of the invention is suitable for gripping objects of different conformations. The gripping of these objects is also, with at least two gripping arms, secure. Advantageously, each gripping member is intended to have a grip on an object at the same time as each other gripping member.
Dans le système de préhension conforme au premier aspect de l’invention et conformément à l’invention, la membrane souple est fixée solidairement au support inférieur du dispositif de préhension par le biais d’un élément de fixation.In the gripping system according to the first aspect of the invention and in accordance with the invention, the flexible membrane is firmly fixed to the lower support of the gripping device by means of a fixing element.
Un tel système de préhension, pourvu du dispositif de préhension dans lequel chaque organe de préhension est déporté par rapport à la membrane souple, est un système compact simple à mettre en œuvre permettant d’assurer une préhension d’objets. Le système de préhension selon l’invention présente l’avantage de pallier les inconvénients cités plus haut. Notamment, l’invention permet de résoudre le problème d’encombrement précité. L’invention est particulièrement adaptée à la préhension d’objets dans le contexte d’une manipulation inter presse d’emboutissage.Such a gripping system, provided with the gripping device in which each gripping member is offset with respect to the flexible membrane, is a compact system that is simple to implement, making it possible to grip objects. The gripping system according to the invention has the advantage of overcoming the drawbacks mentioned above. In particular, the invention makes it possible to solve the aforementioned problem of size. The invention is particularly suitable for gripping objects in the context of inter-press stamping manipulation.
Le système de préhension conforme au premier aspect de l’invention comprend avantageusement au moins un des perfectionnements ci-dessous, les caractéristiques techniques formant ces perfectionnements pouvant être prises seules ou en combinaison :The gripping system in accordance with the first aspect of the invention advantageously comprises at least one of the improvements below, the technical characteristics forming these improvements being able to be taken alone or in combination:
- la membrane souple a une forme non-sphérique. Plus particulièrement, la membrane souple a une forme de goutte. Une telle forme favorise un encombrement réduit du système de préhension selon l’invention. A volume égal, une telle forme est moins encombrante qu’une membrane souple de forme sphérique ;- the flexible membrane has a non-spherical shape. More particularly, the flexible membrane has a drop shape. Such a shape favors reduced bulk of the gripping system according to the invention. At equal volume, such a shape is less bulky than a flexible membrane of spherical shape;
- la membrane souple est ouverte du côté du support inférieur. C’est par cette ouverture que la membrane souple est fixée au support inférieur ;- the flexible membrane is open on the side of the lower support. It is through this opening that the flexible membrane is fixed to the lower support;
- le support inférieur comporte, au niveau d’une face supérieure située en regard de la membrane souple, une collerette destinée à être logée dans la membrane souple lorsque la membrane souple est fixée sur et contre le support inférieur, en appui contre la collerette, la collerette formant un élément de fixation de la membrane souple sur le support inférieur. Un tel élément de fixation solidarise la membrane souple et le support inférieur. Un tel élément de fixation favorise une étanchéité de la membrane souple. Un tel élément de fixation permet de maintenir le matériau granuleux logé dans l’enceinte délimitée par la membrane souple ;- the lower support comprises, at an upper face located facing the flexible membrane, a collar intended to be housed in the flexible membrane when the flexible membrane is fixed on and against the lower support, resting against the collar, the collar forming a fastening element for the flexible membrane on the lower support. Such a fixing element secures the flexible membrane and the lower support. Such a fixing element promotes sealing of the flexible membrane. Such a fixing element makes it possible to maintain the granular material housed in the enclosure delimited by the flexible membrane;
- la collerette forme, au niveau de la face supérieur du support inférieur, un contour circulaire fermé. Dans cette configuration, la collerette garanti une répartition homogène des efforts par rapport à la membrane souple ;- The collar forms, at the level of the upper face of the lower support, a closed circular contour. In this configuration, the collar guarantees a homogeneous distribution of the forces with respect to the flexible membrane;
- la collerette s’étend en saillie à partir de la face supérieure du support inférieur, et forme une contre-dépouille vis-à-vis de la membrane souple en appui contre ladite collerette. Une telle collerette améliore l’étanchéité de la membrane souple. Une telle collerette permet de maintenir le matériau granuleux logé dans l’enceinte délimitée par la membrane souple ;- the collar extends projecting from the upper face of the lower support, and forms an undercut vis-à-vis the flexible membrane resting against said collar. Such a flange improves the tightness of the flexible membrane. Such a collar makes it possible to maintain the granular material housed in the enclosure delimited by the flexible membrane;
- l’élément de fixation comporte un collier de serrage de la membrane souple contre la collerette. Le collier de serrage permet de maintenir la membrane souple en appui contre la collerette ;- the fixing element includes a collar for tightening the flexible membrane against the flange. The clamping collar keeps the flexible membrane in contact with the flange;
- le collier de serrage est rapporté au support inférieur, de sorte à maintenir la membrane souple, au niveau de son ouverture, en prise entre la collerette et ledit collier de serrage ;- The clamping collar is attached to the lower support, so as to maintain the flexible membrane, at its opening, in engagement between the flange and the said clamping collar;
- le système de préhension comporte un organe de fixation destiné à permettre la fixation du système de préhension à un bras articulé d’un robot manipulateur, l’organe de fixation étant logé dans la membrane souple, au niveau d’une extrémité distale de l’élément de fixation de ladite membrane souple sur le support inférieur. L’organe de fixation du système de préhension selon l’invention permet de fixer solidairement le système de préhension au bras articulé de robot manipulateur. La membrane souple comprend deux extrémités : une extrémité fixée au support inférieure par l’intermédiaire de l’élément de fixation et une autre extrémité, distale situé dans une position distale au support inférieure et destinée à être fixée au bras articulé par l’intermédiaire de l’organe de fixation. On comprend que le robot manipulateur d’objets permet de manipuler un objet en le fixant solidairement, grâce au système de préhension conforme au premier aspect de l’invention, et en le déplaçant grâce au bras articulé dudit robot manipulateur. Dans cette configuration, le système de préhension, lorsque fixé au robot manipulateur, gagne en aisance d’évolution ;- the gripping system comprises a fixing member intended to allow the fixing of the gripping system to an articulated arm of a manipulator robot, the fixing member being housed in the flexible membrane, at the level of a distal end of the fixing element of said flexible membrane on the lower support. The fixing member of the gripping system according to the invention makes it possible to firmly fix the gripping system to the articulated arm of the manipulator robot. The flexible membrane comprises two ends: one end fixed to the lower support by means of the fixing element and another, distal end located in a position distal to the lower support and intended to be fixed to the articulated arm by means of the fixing device. It is understood that the object manipulator robot makes it possible to manipulate an object by fixing it together, thanks to the gripping system in accordance with the first aspect of the invention, and by moving it thanks to the articulated arm of said manipulator robot. In this configuration, the gripping system, when attached to the manipulator robot, gains in ease of evolution;
- le système de préhension comporte un premier élément anti-rotation configuré pour réduire une torsion de la membrane souple vis-à-vis d’un axe de torsion qui s’étend perpendiculairement à la face supérieure du support inférieur. Une telle configuration favorise la prise d’objets ayant un centre de gravité déporté ;- the gripping system comprises a first anti-rotation element configured to reduce torsion of the flexible membrane with respect to a torsion axis which extends perpendicularly to the upper face of the lower support. Such a configuration favors the gripping of objects having a remote center of gravity;
- le premier élément anti-rotation comporte une pluralité de premières nervures formées sur la membrane souple et/ou sur l’organe de fixation. Les nervures sont configurées pour améliorer la réduction de torsion de la membrane souple vis-à-vis de l’axe de torsion. Plus particulièrement le premier élément anti-rotation comporte une pluralité de premières nervures formées sur une face extérieure de la membrane souple. Eventuellement de façon complémentaire ou alternative, le premier élément anti-rotation comporte une pluralité de premières nervures formées sur une face intérieure de la membrane souple ;- the first anti-rotation element comprises a plurality of first ribs formed on the flexible membrane and/or on the fixing member. The ribs are configured to improve the torsion reduction of the flexible membrane with respect to the torsion axis. More particularly, the first anti-rotation element comprises a plurality of first ribs formed on an outer face of the flexible membrane. Optionally in a complementary or alternative manner, the first anti-rotation element comprises a plurality of first ribs formed on an inner face of the flexible membrane;
- les premières nervures sont situées du côté de l’organe de fixation et/ou du côté du support inférieur ;- the first ribs are located on the side of the fixing device and/or on the side of the lower support;
- lorsque le système de préhension comporte un premier élément anti-rotation configuré pour réduire une torsion de la membrane souple vis-à-vis d’un axe de torsion qui s’étend perpendiculairement à la face supérieure du support inférieur, le système de préhension comporte un deuxième élément anti-rotation configuré pour permettre de réduire une rotation de la membrane souple vis-à-vis du support inférieur et relativement à l’axe de torsion. Une telle configuration favorise la prise d’objets ayant un centre de gravité déporté ;- when the gripping system comprises a first anti-rotation element configured to reduce torsion of the flexible membrane with respect to a torsion axis which extends perpendicularly to the upper face of the lower support, the gripping system comprises a second anti-rotation element configured to make it possible to reduce rotation of the flexible membrane with respect to the lower support and relative to the axis of torsion. Such a configuration favors the gripping of objects having a remote center of gravity;
- le deuxième élément anti-rotation comporte une pluralité de deuxièmes nervures qui s’étendent en saillie de la collerette et en direction de l’axe de torsion. La pluralité de deuxièmes nervures est configurée pour améliorer la réduction de la rotation de la membrane souple vis-à-vis du support inférieur et relativement à l’axe de torsion ;- the second anti-rotation element comprises a plurality of second ribs which extend projecting from the flange and in the direction of the torsion axis. The plurality of second ribs are configured to improve the reduction of the rotation of the flexible membrane with respect to the lower support and relative to the axis of torsion;
- les bras de préhension du dispositif de préhension son angulairement régulièrement répartis autour du support inférieur. Par angulairement régulièrement répartis, on comprend que les bras de préhension du dispositif de préhension sont disposés en périphérie du support inférieur à intervalle régulier. Par exemple, trois bras de préhension sont disposés à 120°, plus ou moins 5%, les uns des autres ;- the gripping arms of the gripping device are angularly evenly distributed around the lower support. By angularly regularly distributed, it is understood that the gripping arms of the gripping device are arranged on the periphery of the lower support at regular intervals. For example, three gripping arms are arranged at 120°, plus or minus 5%, from each other;
- l’organe de préhension est du type magnétique. Un tel organe de préhension permet de fixer solidairement une pièce métallique de l’objet à manipuler qui serait disposée à proximité ou même au contact du système de préhension ;- the gripping device is of the magnetic type. Such a gripping member makes it possible to fix together a metal part of the object to be handled which would be placed near or even in contact with the gripping system;
- l’organe de préhension est du type d’une ventouse, le dispositif de préhension comportant un deuxième dispositif pneumatique en communication fluidique avec chaque organe de préhension, le deuxième dispositif pneumatique étant configuré pour pouvoir pressuriser ou dépressuriser chaque organe de préhension. Le deuxième dispositif pneumatique permet alternativement d’activer et de désactiver la préhension de chaque organe de préhension ;- the gripping device is of the type of a suction cup, the gripping device comprising a second pneumatic device in fluid communication with each gripping device, the second pneumatic device being configured to be able to pressurize or depressurize each gripping device. The second pneumatic device alternately activates and deactivates the gripping of each gripping member;
- le deuxième dispositif pneumatique comporte un réseau de conduits fluidiques mettant en communication chaque organe de préhension, les conduits fluidiques s’étendant au travers de chaque bras de préhension.- the second pneumatic device comprises a network of fluidic ducts putting each gripping member in communication, the fluidic ducts extending through each gripping arm.
Selon un deuxième aspect de l’invention, il est proposé un robot manipulateur d’objets comprenant : (i) un bras articulé ; (ii) un système de préhension conforme au premier aspect de l’invention ou selon l’un quelconque de ses perfectionnements et fixé audit bras articulé ; (iii) une unité de pressurisation en communication fluidique avec le premier dispositif pneumatique afin de contrôler une pression de la membrane souple du système de préhension et/ou du chaque organe de préhension du dispositif de préhension.According to a second aspect of the invention, there is proposed an object manipulating robot comprising: (i) an articulated arm; (ii) a gripping system in accordance with the first aspect of the invention or according to any of its improvements and fixed to said articulated arm; (iii) a pressurization unit in fluid communication with the first pneumatic device in order to control a pressure of the flexible membrane of the gripping system and/or of each gripping member of the gripping device.
Le robot manipulateur d’objets conforme au deuxième aspect de l’invention est configuré pour assister les opérateurs dans leurs tâches d’assemblage, en particulier dans une chaîne de montage faisant utilisation de l’objet à manipuler. Le robot manipulateur d’objets conforme au deuxième aspect de l’invention est avantageusement automatisé, en tout ou partie. Le robot manipulateur d’objets conforme au deuxième aspect de l’invention permet de manutentionner l’objet à manipuler, en fixant ledit objet solidairement grâce au système de préhension conforme au premier aspect de l’invention, et en la déplaçant grâce au bras articulé.The object manipulator robot according to the second aspect of the invention is configured to assist operators in their assembly tasks, in particular in an assembly line making use of the object to be manipulated. The object manipulator robot in accordance with the second aspect of the invention is advantageously automated, in whole or in part. The object manipulator robot according to the second aspect of the invention makes it possible to handle the object to be manipulated, by fixing said object solidly thanks to the gripping system according to the first aspect of the invention, and by moving it thanks to the articulated arm .
Dans robot manipulateur d’objets conforme au deuxième aspect de l’invention, l’unité de pressurisation est avantageusement pneumatique. C’est via l’unité de pressurisation qu’est piloté le premier dispositif pneumatique du système de préhension conforme au premier aspect de l’invention.In the object manipulator robot according to the second aspect of the invention, the pressurization unit is advantageously pneumatic. It is via the pressurization unit that the first pneumatic device of the gripping system in accordance with the first aspect of the invention is controlled.
Dans robot manipulateur d’objets conforme au deuxième aspect de l’invention, le premier dispositif pneumatique est en communication fluidique avec l’unité de pressurisation de sorte à ce que le premier dispositif pneumatique puisse pressuriser ou éventuellement dépressuriser l’enceinte déformable du système de préhension conforme au premier aspect de l’invention. Pour se faire, le premier dispositif pneumatique est en communication fluidique avec à une pompe injectrice de fluide comprise dans l’unité de pressurisation. La pompe injectrice de fluide est configurée pour injecter le fluide dans l’enceinte déformable du système de préhension conforme au premier aspect de l’invention. L’unité de pressurisation comprend aussi une pompe à vide, distincte ou confondue avec la pompe injectrice de fluide.In the object manipulator robot according to the second aspect of the invention, the first pneumatic device is in fluid communication with the pressurization unit so that the first pneumatic device can pressurize or possibly depressurize the deformable enclosure of the grip according to the first aspect of the invention. To do this, the first pneumatic device is in fluid communication with a fluid injector pump included in the pressurization unit. The fluid injector pump is configured to inject the fluid into the deformable enclosure of the gripping system according to the first aspect of the invention. The pressurization unit also includes a vacuum pump, separate from or combined with the fluid injector pump.
Dans robot manipulateur d’objets conforme au deuxième aspect de l’invention, le bras articulé est fixé solidairement au système de préhension conforme au premier aspect de l’invention. Avantageusement, la fixation est amovible, en ce sens que ledit bras articulé et ledit système de préhension puissent être détachés l’un de l’autre et rattachés l’un à l’autre. Ainsi, différents types de système de préhension selon le premier aspect de l’invention peuvent être fixés sur le bras articulé du robot manipulateur d’objets conforme au deuxième aspect de l’invention, ce qui augmente encore la polyvalence dudit robot manipulateur d’objets. D’une manière générale, le système de préhension selon le premier aspect de l’invention peut être fixée sur le bras articulé par tout moyen de fixation détachable.In the robot manipulator of objects according to the second aspect of the invention, the articulated arm is firmly fixed to the gripping system according to the first aspect of the invention. Advantageously, the attachment is removable, in the sense that said articulated arm and said gripping system can be detached from each other and reattached to each other. Thus, different types of gripping system according to the first aspect of the invention can be fixed on the articulated arm of the object manipulator robot according to the second aspect of the invention, which further increases the versatility of said object manipulator robot. . In general, the gripping system according to the first aspect of the invention can be fixed on the articulated arm by any detachable fixing means.
Dans robot manipulateur d’objets conforme au deuxième aspect de l’invention, le bras articulé permet d’orienter le système de préhension conforme au premier aspect de l’invention. Le bras articulé comprend une pluralité d’actionneurs et de liaisons mobiles afin de permettre au robot manipulateur d’objets de pouvoir réaliser des mouvements complexes. Les mouvements du robot manipulateur d’objets sont contrôlés par une unité de contrôle qui permet de piloter sélectivement chacune des liaisons mobiles et des actionneurs dudit robot manipulateur d’objets.In the object manipulator robot according to the second aspect of the invention, the articulated arm makes it possible to orient the gripping system according to the first aspect of the invention. The articulated arm comprises a plurality of actuators and movable links in order to allow the robot manipulator of objects to be able to perform complex movements. The movements of the object manipulator robot are controlled by a control unit which makes it possible to selectively control each of the mobile links and of the actuators of said object manipulator robot.
Dans robot manipulateur d’objets conforme au deuxième aspect de l’invention, le bras articulé est préférentiellement articulé dans trois dimensions. Ainsi, lors de sa mise en œuvre, le robot manipulateur d’objets selon le deuxième aspect de l’invention peut déplacer l’objet à manipuler comprenant la pièce métallique depuis un point d’appui initial vers un point de destination, en le soulevant.In the robot manipulator of objects in accordance with the second aspect of the invention, the articulated arm is preferentially articulated in three dimensions. Thus, during its implementation, the robot manipulator of objects according to the second aspect of the invention can move the object to be manipulated comprising the metal part from an initial point of support to a point of destination, by lifting it .
Dans robot manipulateur d’objets conforme au deuxième aspect de l’invention, l’unité de pressurisation est avantageusement en communication fluidique avec le deuxième dispositif pneumatique. Ainsi, le deuxième dispositif pneumatique permet de contrôler une pression de fluide dans chaque organe de préhension.In the object manipulator robot according to the second aspect of the invention, the pressurization unit is advantageously in fluid communication with the second pneumatic device. Thus, the second pneumatic device makes it possible to control a fluid pressure in each gripping member.
Selon un troisième aspect de l’invention, il est proposé un procédé de manipulations d’objets au moyen d’un robot manipulateur d’objets selon le deuxième aspect de l’invention, le procédé de manipulation d’objets comportant les étapes suivantes : (i) une étape de pressurisation de l’enceinte déformable du système de préhension afin de rendre souple ladite enceinte déformable ; (ii) une étape d’approche du système de préhension vers un objet à manipuler ; (iii) une étape de mise en contact du système de préhension avec l’objet à manipuler et durant laquelle chaque organe de préhension vient en appui avec l’objet à manipuler ; (iv) une étape de couplage entre l’objet à manipuler et chaque organe de préhension ; (v) une étape de dépressurisation de l’enceinte déformable du système de préhension afin de rendre rigide ladite enceinte déformable ; (vi) une étape de déplacement de l’objet à manipuler par l’intermédiaire du robot et du système de préhension.According to a third aspect of the invention, there is proposed a method for manipulating objects by means of an object manipulating robot according to the second aspect of the invention, the method for manipulating objects comprising the following steps: (i) a step of pressurizing the deformable enclosure of the gripping system in order to make said deformable enclosure flexible; (ii) an approach step of the gripping system towards an object to be handled; (iii) a step of bringing the gripping system into contact with the object to be handled and during which each gripping member bears against the object to be handled; (iv) a coupling step between the object to be handled and each gripping member; (v) a step of depressurizing the deformable enclosure of the gripping system in order to make said deformable enclosure rigid; (vi) a step of moving the object to be handled via the robot and the gripping system.
Comme évoqué précédemment, l’étape de pressurisation de l’enceinte déformable du système de préhension rend souple ladite enceinte déformable. La membrane est emplie de fluide lors de cette étape. L’injection de fluide est réalisée par le premier dispositif pneumatique du système de préhension conforme au premier aspect de l’invention. Notamment, l’unité pneumatique, injecte le fluide par sa pompe injectrice de gaz en communication fluidique avec le premier dispositif pneumatique du système de préhension conforme au premier aspect de l’invention. Dès lors, le fluide dans l’enceinte déformable permet d’établir une mobilité interne du matériau granuleux logé dans l’enceinte déformable.As mentioned above, the step of pressurizing the deformable enclosure of the gripping system makes said deformable enclosure flexible. The membrane is filled with fluid during this step. Fluid injection is performed by the first pneumatic device of the gripping system in accordance with the first aspect of the invention. In particular, the pneumatic unit injects the fluid through its gas injector pump in fluid communication with the first pneumatic device of the gripping system in accordance with the first aspect of the invention. Therefore, the fluid in the deformable enclosure makes it possible to establish internal mobility of the granular material housed in the deformable enclosure.
L’étape d’approche du système de préhension vers un objet à manipuler permet au système de préhension d’être à proximité voir au contact de l’objet à manipuler. L’étape d’approche est réalisée par le bras articulé. A l’inverse, une étape de recul du système de préhension à distance de l’objet à manipuler permet au système de préhension de s’éloigner de l’objet à manipuler, via le bras articulé.The step of approaching the gripping system towards an object to be handled allows the gripping system to be close to or even in contact with the object to be handled. The approach step is performed by the articulated arm. Conversely, a recoil step of the gripping system at a distance from the object to be handled allows the gripping system to move away from the object to be handled, via the articulated arm.
L’étape de mise en contact du système de préhension avec l’objet à manipuler est destinée à faciliter le couplage entre l’objet à manipuler et chaque organe de préhension. En particulier, lorsque l’organe de préhension est du type magnétique, l’organe de préhension est mis en contact avec une pièce métallique de l’objet à manipuler.The step of bringing the gripping system into contact with the object to be handled is intended to facilitate the coupling between the object to be handled and each gripping device. In particular, when the gripping member is of the magnetic type, the gripping member is brought into contact with a metal part of the object to be handled.
L’étape de couplage entre l’objet à manipuler et chaque organe de préhension permet de fixer solidairement et au moyen de chaque organe de préhension permanent, l’objet et le système de préhension conforme au premier aspect de l’invention. Lorsque l’organe de préhension est du type magnétique, l’organe de préhension est fixé solidairement à une pièce métallique de l’objet à manipuler qui est disposée au contact du système de préhension. Lorsque l’organe de préhension est du type d’une ventouse, le deuxième dispositif pneumatique, en communication fluidique avec chaque organe de préhension par le réseau de conduits fluidiques, pressurise chaque organe de préhension pour activer la préhension de l’objet par chaque organe de préhension.The coupling step between the object to be handled and each gripping member makes it possible to fix integrally and by means of each permanent gripping member, the object and the gripping system in accordance with the first aspect of the invention. When the gripping member is of the magnetic type, the gripping member is firmly attached to a metal part of the object to be handled which is placed in contact with the gripping system. When the gripping member is of the suction cup type, the second pneumatic device, in fluid communication with each gripping member via the network of fluid conduits, pressurizes each gripping member to activate the gripping of the object by each member gripping.
L’étape de dépressurisation de l’enceinte déformable du système de préhension permet de rendre rigide ladite enceinte déformable. Le fluide est évacué de l’enceinte déformable lors de cette étape afin d’empêcher une mobilité interne du matériau granuleux dans l’enceinte déformable, rendant cette dernière solide.The step of depressurizing the deformable enclosure of the gripping system makes said deformable enclosure rigid. The fluid is evacuated from the deformable enclosure during this step in order to prevent internal mobility of the granular material in the deformable enclosure, making the latter solid.
L’étape de dépressurisation de l’enceinte déformable du système de préhension a préférentiellement lieu lorsque le système de préhension est couplé à l’objet à manipuler. L’objet à manipuler associée au système de préhension conforme au premier aspect de l’invention peuvent alors être déplacés via le mouvement du bras articulé du robot.The depressurization step of the deformable enclosure of the gripping system preferably takes place when the gripping system is coupled to the object to be handled. The object to be handled associated with the gripping system in accordance with the first aspect of the invention can then be moved via the movement of the articulated arm of the robot.
L’étape de déplacement de l’objet à manipuler par l’intermédiaire du robot et du système de préhension permet de déplacer l’objet à manipuler de son point d’appui initial vers son point de destination.The step of moving the object to be handled by means of the robot and the gripping system makes it possible to move the object to be handled from its initial support point to its destination point.
Des modes de réalisation variés de l’invention sont prévus, intégrant selon l’ensemble de leurs combinaisons possibles les différentes caractéristiques optionnelles exposées ici.Various embodiments of the invention are provided, integrating according to all of their possible combinations the various optional characteristics set out here.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will become apparent through the description which follows on the one hand, and several embodiments given by way of indication and not limiting with reference to the appended diagrammatic drawings on the other hand, on which :
Bien entendu, les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.Of course, the characteristics, the variants and the different embodiments of the invention can be associated with each other, according to various combinations, insofar as they are not incompatible or exclusive of each other. In particular, variants of the invention may be imagined comprising only a selection of characteristics described below in isolation from the other characteristics described, if this selection of characteristics is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from to the state of the prior art.
En particulier toutes les variantes et tous les modes de réalisation décrits sont combinables entre eux si rien ne s’oppose à cette combinaison sur le plan technique.In particular, all the variants and all the embodiments described can be combined with each other if nothing prevents this combination from a technical point of view.
Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.In the figures, the elements common to several figures retain the same reference.
La
Les FIGURES 2 et 3 illustrent de façon schématique le système de préhension 4 conforme au premier aspect de l’invention montré en
Les FIGURES 2 et 3 montrent que le système de préhension 4 comporte le premier dispositif pneumatique 6, une membrane souple 8 et un dispositif de préhension 9.FIGURES 2 and 3 show that the gripping system 4 comprises the first pneumatic device 6, a flexible membrane 8 and a gripping device 9.
La
La
La
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La
La
La
Les FIGURES 4 et 5 illustrent des vues en coupe transversale du système de préhension 4 conforme au premier aspect de l’invention présenté en
Les FIGURES 4 et 5 montrent qu’un deuxième dispositif pneumatique 30, configuré pour pouvoir pressuriser ou dépressuriser chaque organe de préhension 12, est en communication fluidique avec chaque organe de préhension 12. Des conduits fluidiques 40, compris dans un réseau du deuxième dispositif pneumatique 30, s’étendent au travers de chaque bras de préhension 11 et mettent en communication le deuxième dispositif pneumatique 30 avec chaque organe de préhension 12.FIGURES 4 and 5 show that a second pneumatic device 30, configured to be able to pressurize or depressurize each gripping member 12, is in fluid communication with each gripping member 12. Fluid conduits 40, included in a network of the second pneumatic device 30, extend through each gripping arm 11 and put the second pneumatic device 30 in communication with each gripping member 12.
Dans la
Dans la
La
En synthèse, l’invention concerne un système de préhension 4. Le système de préhension 4 selon l’invention comporte une membrane souple 8 formant une enceinte déformable 14 fermée logeant un matériau granuleux 15, un premier dispositif pneumatique 6 en communication fluidique avec l’enceinte déformable 14, le premier dispositif pneumatique 6 étant configuré pour pouvoir pressuriser ou dépressuriser ladite enceinte déformable 14, un dispositif de préhension 9. Le dispositif de préhension 9 comporte un support inférieur 10, au moins deux bras de préhension 11 s’étendant en saillie à partir du support inférieur 10 et un organe de préhension 12 fixé solidairement à chaque au moins un bras de préhension 11. Conformément à l’invention, la membrane souple 8 est fixée solidairement au support inférieur 10 du dispositif de préhension 9 par le biais d’un élément de fixation 20.In summary, the invention relates to a gripping system 4. The gripping system 4 according to the invention comprises a flexible membrane 8 forming a deformable closed enclosure 14 housing a granular material 15, a first pneumatic device 6 in fluid communication with the deformable enclosure 14, the first pneumatic device 6 being configured to be able to pressurize or depressurize said deformable enclosure 14, a gripping device 9. The gripping device 9 comprises a lower support 10, at least two gripping arms 11 extending projecting from the lower support 10 and a gripping member 12 fixed integrally to each at least one gripping arm 11. In accordance with the invention, the flexible membrane 8 is fixed integrally to the lower support 10 of the gripping device 9 by means of a fixing element 20.
Bien sûr, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l’invention. Notamment, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. En particulier toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux.Of course, the invention is not limited to the examples which have just been described and many adjustments can be made to these examples without departing from the scope of the invention. In particular, the different characteristics, forms, variants and embodiments of the invention may be associated with each other in various combinations insofar as they are not incompatible or exclusive of each other. In particular, all the variants and embodiments described above can be combined with each other.
Claims (10)
- une membrane souple (8) formant une enceinte déformable (14) fermée logeant un matériau granuleux (15) ;
- un premier dispositif pneumatique (6) en communication fluidique avec l’enceinte déformable (14), le premier dispositif pneumatique (6) étant configuré pour pouvoir pressuriser ou dépressuriser ladite enceinte déformable (14) ;
- un dispositif de préhension (9) comportant :
- un support inférieur (10) ;
- au moins deux bras de préhension (11) s’étendant en saillie à partir du support inférieur (10) ; et
- un organe de préhension (12) fixé solidairement à chaque au moins un bras de préhension (11) ;
caractérisé en ce que la membrane souple (8) est fixée solidairement au support inférieur (10) du dispositif de préhension (9) par le biais d’un élément de fixation (20).Gripping system (4) comprising:
- a flexible membrane (8) forming a deformable enclosure (14) closed housing a granular material (15);
- a first pneumatic device (6) in fluid communication with the deformable enclosure (14), the first pneumatic device (6) being configured to be able to pressurize or depressurize said deformable enclosure (14);
- a gripping device (9) comprising:
- a lower support (10);
- at least two gripping arms (11) projecting from the lower support (10); And
- a gripping member (12) integrally fixed to each at least one gripping arm (11);
characterized in that the flexible membrane (8) is fixed integrally to the lower support (10) of the gripping device (9) by means of a fixing element (20).
- un bras articulé (2) ;
- un système de préhension (4) selon l’une quelconque des revendications précédentes et fixé audit bras articulé (2) ;
- une unité de pressurisation (5) en communication fluidique avec le premier dispositif pneumatique (6) afin de contrôler une pression de la membrane souple (8) du système de préhension (4) et/ou du chaque organe de préhension (12) du dispositif de préhension (9).Robot manipulator (1) of objects comprising:
- an articulated arm (2);
- a gripping system (4) according to any one of the preceding claims and fixed to said articulated arm (2);
- a pressurization unit (5) in fluid communication with the first pneumatic device (6) in order to control a pressure of the flexible membrane (8) of the gripping system (4) and/or of each gripping member (12) of the gripping device (9).
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2021
- 2021-11-03 FR FR2111644A patent/FR3128653A1/en active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
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| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20230505 |
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| PLFP | Fee payment |
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| CD | Change of name or company name |
Owner name: ENSTA-BRETAGNE, FR Effective date: 20240423 Owner name: STELLANTIS AUTO SAS, FR Effective date: 20240423 |