FR3144034A1

FR3144034A1 - Pince, système et procédé d’insertion d’un objet au sein d’un rail et robot équipé d’une telle pince

Info

Publication number: FR3144034A1
Application number: FR2214458A
Authority: FR
Inventors: Gautier ACHER; Baptiste Gradoussoff; Valentin MOLINA
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2022-12-23
Filing date: 2022-12-23
Publication date: 2024-06-28
Also published as: WO2024132847A1

Abstract

Pince, système et procédé d’insertion d’un objet au sein d’un rail et robot équipé d’une telle pince Pince destinée à insérer un objet (2) au sein d’un rail creux (3) muni de deux ailes (5, 6) délimitant une ouverture (7) à une extrémité du rail, les deux ailes (5, 6) comprenant respectivement deux bords (71, 72 délimitant une fente longitudinale (70) du rail, la pince comprenant deux mâchoires (14, 15), et un guide (16) configuré pour positionner l’objet (2) relativement au rail, le guide (16) comprenant des première et deuxième surfaces de contact (17, 18) destinées à être en contact, de manière alternative, respectivement avec les deux bords (71, 72) afin d’ajuster une position relative de l’objet (2) par rapport à l’ouverture (7) du rail selon un premier axe (X), le guide (16) comprenant une surface d’appui (19) destinée à être en contact avec le rail afin de positionner l’objet (2) selon le premier axe (X) et selon un deuxième axe (Y) perpendiculaire au premier axe (X). Figure pour l’abrégé : Fig.1

Description

Pince, système et procédé d’insertion d’un objet au sein d’un rail et robot équipé d’une telle pince

La présente invention concerne l’insertion d’un objet au sein d’un rail, et en particulier un rail creux muni d’une fente longitudinale.

ETAT DE LA TECHNIQUE

Actuellement, on insère des objets au sein de rails dans différentes applications industrielles, telles que l’agro-alimentaire, les chaînes d’assemblage, par exemple pour l’automobile. On utilise également des rails creux, tels que des rails de guidage, dans la fabrication de systèmes de rideaux. Par exemple, on peut insérer des poches alimentaires dans un rail en plastique ; par exemple pour transporter plusieurs poches maintenues ensemble par le rail. Le rail est muni de deux ailes délimitant une ouverture à une extrémité du rail et les deux ailes comprennent respectivement deux bords s’étendant longitudinalement le long du rail et délimitant une fente longitudinale du rail. La poche comporte un embout, muni généralement d’une collerette, adapté pour être introduit dans le rail, en particulier dans la fente longitudinale, par l’ouverture du rail, de sorte que la collerette soit en appui contre les deux ailes, à l’intérieur du rail. La fente longitudinale fait office de glissière pour permettre un déplacement des poches au sein du rail. Ainsi les poches ne peuvent pas sortir du rail par la fente longitudinale, mais seulement par l’ouverture du rail par laquelle elles ont été introduites. Mais l’insertion des poches alimentaires est effectuée manuellement, ce qui entraîne un coût de main d’œuvre supplémentaire et un allongement des temps de cycle pour réaliser cette tâche.

On peut utiliser un « avaloir » en entrée du rail pour faciliter l’insertion et diminuer les temps de cycle. Un avaloir est une pièce mécanique jouant le rôle d’entonnoir, qui permet d’augmenter la tolérance au positionnement de l’objet lors de l’insertion. Ce type de solution pose le problème de la forme de l’avaloir, qui ne permet généralement pas d’obtenir de tolérance de positionnement selon tous les degrés de liberté requis parmi les six degrés possibles, et également le problème de traiter la mise en place et le retrait de l’avaloir sur le rail. En général, soit l’objet à insérer, soit le rail d’insertion, est modifié afin d’offrir une géométrie plus propice pour faciliter l’insertion des objets au sein d’un rail.

Il existe des chaînes de production automatisées sur mesure. Ces chaînes sont généralement très coûteuses, nécessitant de nombreux capteurs et actionneurs assemblés dans des machines conçues spécifiquement pour un type de produit. Ce type de solution n’est cependant pas toujours applicable, soit en raison de coûts prohibitifs, soit en raison d’infaisabilité technique. Une autre limite à cette approche est la faible capacité de reconfiguration de la chaîne de production. Cette dernière est rarement en mesure de pouvoir traiter des variantes multiples d’objets à insérer, encore moins de s’adapter à de futures références inconnues. Par exemple, il peut exister des dizaines de références de poches différentes, de taille et de propriétés mécaniques variables, ce qui complexifie la réalisation de telles chaînes de production automatisées.

Il existe également des robots ayant un bras muni d’une pince articulée, mais la réalisation d’opérations d’insertion d’un objet dans un rail nécessite souvent une précision submillimétrique, qui impose des contraintes vis-à-vis du matériel. En particulier, le robot doit être précis et la programmation de la tâche d’insertion, ainsi que les données fournies au robot doivent être suffisamment précises. Ces impératifs peuvent rendre le déploiement d’une telle opération long, coûteux et incertain. L’état de la technique en robotique industrielle consiste à exploiter les hautes performances de précision des robots industriels de type bras manipulateur, ce qui permet de réaliser de nombreuses tâches spécifiques avec une précision submillimétrique. Cependant, dans le cas général des tâches de manipulation et d’assemblage, la précision du système est directement liée à sa capacité à localiser et saisir les pièces manipulées avec la précision requise. Cette contrainte peut devenir un obstacle à l’automatisation, par exemple lorsque la position des objets n’est pas précisément connue, ou que ceux-ci sont déformables.

Il existe, en outre, des robots à bras manipulateur équipés d’un système de localisation (généralement par vision caméra). Mais ces systèmes de localisation par caméra apportent une incertitude de positionnement, nécessitent une calibration dédiée, et la saisie elle-même est également source d’imprécision. Il en résulte rapidement quelques millimètres d’imprécision, rendant la tâche d’insertion impossible malgré la grande précision intrinsèque du robot. Par ailleurs, compte-tenu de ces imprécisions, il est généralement nécessaire de réaliser de l’asservissement visuel pour exploiter de manière satisfaisante un système de localisation par caméra pour ce type d’application. L’asservissement visuel est une approche généralement coûteuse à mettre en œuvre, et rallonge considérablement les temps de cycle en raison de la fréquence de rafraichissement limitée des algorithmes de vision utilisés. Ces robots sont donc coûteux, allongent les temps de cycle, entraînent des difficultés de mise au point et des incertitudes sur la robustesse du procédé d’insertion.

La récupération de précision se fait en général avec des méthodes impliquant des capteurs supplémentaires et des lois de commandes dédiées, par exemple un recalage visuel, un recalage en force sur le site d’insertion avec des algorithmes dédiés.

Un objet de l’invention est donc de pallier les différents inconvénients précités, et plus particulièrement de fournir des moyens automatisés pour insérer un objet au sein d’un rail.

Un autre objet consiste à fournir des moyens suffisamment précis pour garantir le succès de l’insertion des objets.

Un autre objet consiste à fournir des moyens pour augmenter les cadences d’insertion, pour réduire les coûts, en fournissant des moyens simples et robustes, ou pour gagner en polyvalence en fournissant des moyens adaptés à différents types d’objets et/ou de rails.

Les autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description suivante et des dessins d'accompagnement. Il est entendu que d'autres avantages peuvent être incorporés.

RESUME

Pour atteindre cet objectif, il est proposé une pince destinée à insérer un objet au sein d’un rail creux muni de deux ailes délimitant une ouverture à une extrémité du rail, les deux ailes comprenant respectivement deux bords s’étendant longitudinalement le long du rail et délimitant une fente longitudinale du rail, la pince comprenant deux mâchoires configurées pour saisir un objet, au moins une mâchoire comprenant au moins un guide configuré pour positionner l’objet relativement au rail, ledit au moins un guide comprenant des première et deuxième surfaces de contact destinées à être en contact, de manière alternative, respectivement avec les deux bords afin d’ajuster une position relative de l’objet par rapport à l’ouverture du rail selon un premier axe, ledit au moins un guide comprenant une surface d’appui destinée à être en contact avec le rail afin de positionner l’objet selon le premier axe et selon un deuxième axe perpendiculaire au premier axe.

On fournit ainsi une pince permettant un recentrage mécanique pour l’insertion d’objets au sein d’un rail. Un guide est un guide mécanique permettant un recalage de la mâchoire par rapport au rail, c’est-à-dire un positionnement par des déplacements successifs, de la pince vis-à-vis du rail. Le recalage correspond à un repositionnement, un positionnement déterministe, un positionnement contraint, ou un positionnement guidé, de la mâchoire par rapport au rail. Ainsi, lorsque la mâchoire saisit l’objet, l’objet est maintenu par la pince, et le guide permet un recalage de l’objet par rapport à l’ouverture du rail. La pince est suffisamment précise et permet de faciliter l’insertion de l’objet afin de pouvoir l’automatiser. Une telle pince est particulièrement adaptée pour être manipulée par un robot afin d’automatiser la tâche d’insertion. La pince permet, en outre, de corriger des erreurs de positionnement de l’objet vis-à-vis du rail. Les surfaces de contact et d’appui d’un guide permettent de compenser des imprécisions du positionnement de l’objet, au regard des différents degrés de libertés de mouvement de la pince.

Selon un autre aspect, il est proposé un robot comprenant une pince telle que définie ci-avant.

Selon un autre aspect, il est proposé un système comprenant un robot tel que défini ci-avant et un rail creux muni de deux ailes délimitant une ouverture à une extrémité du rail, les deux ailes comprenant respectivement deux bords s’étendant longitudinalement le long du rail et délimitant une fente longitudinale du rail.

Selon un autre aspect, il est proposé un procédé d’insertion d’un objet au sein d’un rail creux muni de deux ailes délimitant une ouverture à une extrémité du rail, les deux ailes comprenant respectivement deux bords s’étendant longitudinalement le long du rail et délimitant une fente longitudinale du rail, le procédé comprenant :

une fourniture d’une pince munie de deux mâchoires configurées pour saisir un objet, au moins une mâchoire comprenant au moins un guide configuré pour positionner l’objet relativement au rail, ledit au moins un guide comprenant des première et deuxième surfaces de contact et une surface d’appui ;
un déplacement de ladite au moins une mâchoire par rapport au rail pour amener les première et deuxième surfaces de contact en contact, de manière alternative, respectivement avec les deux bords afin d’ajuster une position relative de l’objet par rapport à l’ouverture du rail selon un premier axe ; et
une mise en contact de la surface d’appui avec le rail afin de positionner l’objet selon le premier axe et selon un deuxième axe perpendiculaire au premier axe.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront mieux de la description détaillée d’un mode de réalisation de cette dernière qui est illustré par les dessins d’accompagnement suivants dans lesquels :

la représente schématiquement une vue en perspective d’un mode de réalisation d’une pince dans une position ouverte ;

la représente schématiquement une vue en perspective de la pince illustrée à la , dans une position fermée ; et

;

les figures 3 à 8 représentent schématiquement les principales étapes de mise en œuvre d’un procédé d’insertion d’un objet au sein d’un rail.

Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE

Avant d’entamer une revue détaillée de modes de réalisation et de mises en œuvre de l’invention, sont énoncées ci-après des caractéristiques optionnelles qui peuvent éventuellement être utilisées en association ou alternativement.

Selon un exemple les première et deuxième surfaces de contact sont situées en saillie de la surface d’appui.

Selon un exemple, les première et deuxième surfaces de contact s’évasent en direction de la surface d’appui.

Selon un exemple, les première et deuxième surfaces de contact se rejoignent par une ligne de crête.

Selon un exemple, l’un parmi le rail et la pince, comporte une mobilité relative de l’un par rapport à l’autre.

Selon un exemple, les première et deuxième surfaces de contact sont configurées pour ajuster la position relative de l’objet par rapport à l’ouverture du rail selon le premier axe lorsque ladite au moins une mâchoire se déplace par rapport au rail selon le deuxième axe.

Selon un exemple, le rail est monté mobile sur un support du rail.

Selon un exemple, ledit au moins un guide comporte des troisième et quatrième surfaces de contact reliant la surface d’appui avec respectivement les première et deuxième surfaces de contact, les troisième et quatrième surfaces de contact étant destinées à être en contact, de manière alternative, avec respectivement les deux bords afin de maintenir la position relative de l’objet par rapport à l’ouverture du rail selon le premier axe.

Selon un exemple, les troisième et quatrième surfaces de contact sont destinées à être en contact, de manière alternative, avec respectivement les deux bords afin de maintenir une position angulaire relative de l’objet par rapport à la fente longitudinale du rail selon le deuxième axe.

Selon un exemple, ledit au moins un guide comporte des cinquième et sixième surfaces de contact destinées à être en contact, de manière alternative, respectivement avec les deux bords afin d’ajuster la position relative de l’objet par rapport à l’ouverture du rail selon le premier axe lorsque ladite au moins une mâchoire se déplace par rapport au rail selon un troisième axe perpendiculaire aux premier et deuxième axes.

Selon un exemple, ledit au moins un guide est monté amovible sur ladite au moins une mâchoire.

Selon un exemple, les deux mâchoires comportent respectivement deux surfaces de support destinées à former une surface d’appui supplémentaire lorsque les deux mâchoires sont dans une position fermée, la surface d’appui supplémentaire étant destinée à être en contact avec une collerette d’un embout de l’objet afin d’ajuster une position relative de l’objet par rapport aux deux mâchoires. Une telle pince améliore la précision de la position de l’objet par rapport aux mâchoires permettant de diminuer fortement les incertitudes lors d’une étape de saisie préliminaire de l’objet. Le guide permet de garantir ainsi le succès de l’insertion de l’objet dans le rail.

Selon un exemple, la surface d’appui est située à une distance de la surface de support de ladite au moins une mâchoire, la distance étant supérieure ou égale à une épaisseur de la collerette, la distance étant mesurée selon un axe de référence perpendiculaire à la surface d’appui.

Selon un exemple, la pince comprend deux branches mobiles l’une par rapport à l’autre, et dans laquelle ladite au moins une mâchoire est montée mobile sur l’une des deux branches, en translation selon des premier et deuxième axes de référence inclinés entre eux d’un angle compris entre 45° et 135°.

Selon un exemple, le robot comprend des moyens pour modifier une position de la pince à réception d’une information de contact dudit au moins un guide avec le rail.

Selon un exemple, le robot comprend un bras sur lequel la pince est montée mobile par rapport au bras.

Selon un exemple, lors du déplacement, l’un parmi le rail et la pince, comporte une mobilité relative de l’un par rapport à l’autre.

Selon un exemple, le déplacement comprend un déplacement de ladite au moins une mâchoire par rapport au rail selon le deuxième axe.

Selon un exemple, ledit au moins un guide comporte des troisième et quatrième surfaces de contact reliant la surface d’appui avec respectivement les première et deuxième surfaces de contact, et le déplacement comprend un contact des troisième et quatrième surfaces de contact, de manière alternative, avec respectivement les deux bords afin de maintenir la position relative de l’objet par rapport à l’ouverture du rail selon le premier axe.

Selon un exemple, le déplacement comprend un maintien d’une position angulaire relative de l’objet par rapport à la fente longitudinale du rail selon le deuxième axe.

Selon un exemple, ledit au moins un guide comprend des cinquième et sixième surfaces de contact, et le déplacement comprend un contact des cinquième et sixième surfaces de contact, de manière alternative, respectivement avec les deux bords afin d’ajuster la position relative de l’objet par rapport à l’ouverture du rail selon le premier axe lorsque ladite au moins une mâchoire est déplacée par rapport au rail selon un troisième axe perpendiculaire aux premier et deuxième axes.

Selon un exemple, le procédé comprend, après la mise en contact, une translation de ladite au moins une mâchoire par rapport au rail selon le troisième axe pour insérer l’objet au sein du rail.

Selon un exemple, les deux mâchoires comportent respectivement deux surfaces de support, et le procédé comprend, avant le déplacement, une fermeture des deux mâchoires de manière que les deux surfaces de support forment une surface d’appui supplémentaire en contact avec une collerette d’un embout de l’objet afin d’ajuster une position relative de l’objet par rapport aux deux mâchoires.

Selon un exemple, la pince comprend deux branches mobiles l’une par rapport à l’autre, et le déplacement comprend un déplacement relatif de ladite au moins une mâchoire par rapport à l’une des deux branches, en translation selon un premier axe de référence, et la mise en contact comprend un déplacement relatif de ladite au moins une mâchoire par rapport à l’une des deux branches, en translation selon un deuxième axe de référence incliné par rapport au premier axe de référence d’un angle compris entre 45° et 135°.

Sur les figures 1 à 8, on a représenté une pince 1 destinée à insérer un objet 2 au sein d’un rail creux 3. Le rail 3 est conformé de manière à maintenir, ou à fixer, des objets 2 équipés d’inserts 4 dont la forme est adaptée à celle du rail 3. De façon générale, le rail 3 est muni de deux ailes 5, 6 délimitant une ouverture 7 à une extrémité du rail 3. Le rail 3 s’étend longitudinalement le long d’un axe principal Z. Les deux ailes 5, 6 comprennent respectivement deux bords 71, 72 s’étendant longitudinalement le long du rail 3, c’est-à-dire le long de l’axe principal Z. Les deux bords 71, 72 délimitent une fente longitudinale 70 du rail 3. En d’autres termes, la fente longitudinale 70 s’étend le long de l’axe principal Z. Par exemple, chaque aile 5, 6 a une forme en « L ». On dit également que le rail 3 a une forme générale de type « C ». Les ailes 5, 6 peuvent également être courbes. Un rail peut être de section trapézoïdale ou circulaire. De façon générale, la fente longitudinale 70 est bordée par les ailes 5, 6 qui forment un plan d’appui pour l’objet 2 à insérer. Le rail 3 comporte une base 8 reliant les deux ailes 5, 6. En d’autres termes, chaque aile 5, 6 s’étend depuis la base 8. En outre, chaque aile 5, 6 comprend une première partie 9a et une deuxième partie 9b. La deuxième partie 9b est délimitée par le bord 71, 72 de l’aile 5, 6. La deuxième partie 9b correspond à une zone d’appui, ou de réception, de l’insert 4 de l’objet 2. Par exemple, la deuxième partie 9b s’étend perpendiculairement à la première partie 9a et l’aile 5, 6 a une forme en « L ». Par exemple, chaque première partie 9a s’étend perpendiculairement à la base 8. De manière générale, on peut définir un repère du rail 3 comprenant trois axes X, Y, Z, notés également axes principaux, perpendiculaires entre eux. Dans le repère du rail 3, une section du rail 3 s’étend dans un plan XY, c’est-à-dire un plan comprenant un premier axe principal X et un deuxième axe principal Y. En outre, la base 8 du rail 3 s’étend le long de l’axe principal Z du rail 3. L’axe principal Z du rail 3 correspond au troisième axe principal Z du repère du rail 3. En d’autres termes, la base 8 du rail 3 s’étend dans le plan XZ comprenant les premier et troisième axes XZ. Les deuxièmes parties 9b s’étendent le long du troisième axe Z du repère du rail 3 et les premières parties 9a s’étendent le long du deuxième axe Y du repère du rail 3. En d’autres termes, le premier axe X passe par les deuxièmes parties 9b des deux ailes 5, 6. Le deuxième axe Y est perpendiculaire à la base 8 du rail 3. Le rail 3 sert de guide à un mouvement de translation d’un objet 2 le long du troisième axe Z. Le rail 3 peut être en métal, par exemple en aluminium, ou en matériau polymère, par exemple en plastique (par exemple en polychlorure de vinyle (ou « polyvinyl chloride » en langue anglaise)). Le rail 3 peut être un profilé. Un profilé est un produit de grande longueur et de section constante. En outre, le rail 3 comporte une première surface externe 51, dite supérieure, formée par une surface externe de la base 8, et une deuxième surface externe 52, dite inférieure, formée par des surfaces externes des deuxièmes parties 9b des ailes 5, 6.

La pince 1 comprend au moins deux mâchoires 14, 15 configurées pour saisir un objet 2. De manière générale, la pince 1 est un préhenseur configuré pour saisir un objet 2. La pince 1 peut être une main à trois doigts, ou mors, ou plus, chaque doigt correspondant à une mâchoire. Par exemple, la pince 1 comprend deux branches 10, 11 sur lesquelles sont respectivement montées deux mâchoires 14, 15. Les branches 10, 11 peuvent être rapprochées l'une de l'autre pour déplacer les mâchoires 14, 15 l’une vers l’autre afin de saisir, serrer ou maintenir l’objet 2 en place entre les mâchoires 14, 15. De manière générale, les deux branches 10, 11 sont mobiles l’une par rapport à l’autre. Par exemple, les branches 10, 11 sont mobiles en rotation autour d’un axe pivot. De préférence, les branches 10, 11 sont mobiles en translation. Les deux branches 10, 11 peuvent être articulées entre elles, par exemple elles peuvent être reliées par une liaison pivot de sorte qu’elles sont mobiles en rotation autour de l’axe pivot.

Chaque mâchoire 14, 15 est montée à une extrémité d’une branche 10, 11. Les mâchoires 14, 15 peuvent être montées de manière fixe ou de manière amovible sur les branches 10, 11.

La pince 1 est configurée pour saisir l’objet 2, maintenir l’objet 2 immobile par rapport à au moins une mâchoire 14, 15, approcher l’objet 2 vers le rail 3, et insérer l’objet 2 au sein du rail 3. En particulier, l’approche de l’objet 2 comprend un déplacement d’au moins une mâchoire 14, 15 par rapport au rail 3.

En particulier, au moins une mâchoire 14, 15 comprend au moins un guide 16 configuré pour positionner l’objet 2 relativement au rail 3. Par exemple, une mâchoire 14, 15 peut comprendre deux guides espacés entre eux. La mâchoire 14 sur laquelle est montée le guide 16 est également appelée mâchoire principale. Le guide 16 peut être monté sur la mâchoire principale 14, de manière amovible ou de manière fixe. Le guide 16 a pour rôle de compenser le manque de précision lors de l’approche de l’objet 2 par un ajustement d’une position relative de l’objet 2 par rapport à l’ouverture 7 du rail 3. On note également un tel ajustement en position, un recalage de l’objet 2 par rapport au rail 3.

Afin d’ajuster le positionnement de l’objet 2 par rapport au rail 3, le guide 16 comprend des première et deuxième surfaces de contact 17, 18 et une surface d’appui 19. De manière générale, le guide 16 comporte une pièce polyédrique, c’est-à-dire un solide ayant plusieurs faces dont au moins deux faces correspondant aux première et deuxième surfaces de contact 17, disposée en saillie d’une embase dont une surface correspond à la surface d’appui 19. Les surfaces de contact 17, 18 et d’appui 19 permettent d’ajuster la position relative de l’objet 2 à insérer (tenu par les mâchoires 14, 15) et le rail 3 de destination, en forçant une mobilité relative (notée également compliance) de la pince 1 vis-à-vis du rail 3 ou inversement du rail 3 vis-à-vis de la pince 1. En d’autres termes, l’un parmi le rail 3 et la pince 1, comporte une mobilité relative de l’un par rapport à l’autre.

Par exemple, les première et deuxième surfaces de contact 17, 18 sont situées en saillie de la surface d’appui 19. Avantageusement, les première et deuxième surfaces de contact 17, 18 s’évasent en direction de la surface d’appui 19. Par exemple, les première et deuxième surfaces de contact 17, 18 se rejoignent par une surface de jonction, non représentée à des fins de simplification, dont la largeur est strictement inférieure à une largeur Lr de la fente longitudinale 70 du rail 3. Les largeurs de la surface de jonction et de la fente longitudinale 70 sont mesurées selon le premier axe X. Préférentiellement, la largeur de la surface de jonction est inférieure ou égale à la moitié de la largeur Lr de la fente longitudinale 70. Encore plus préférentiellement, les première et deuxième surfaces de contact 17, 18 se rejoignent par une ligne de crête 20.

Les première et deuxième surfaces de contact 17, 18 sont destinées à être en contact, de manière alternative, respectivement avec les deux bords 71, 72 des ailes 5, 6 du rail 3 afin d’ajuster une position relative de l’objet 2 par rapport à l’ouverture 7 du rail selon au moins le premier axe X. Avantageusement, les première et deuxième surfaces de contact 17, 18 permettent d’ajuster une position relative de l’objet 2 par rapport à l’ouverture 7 du rail selon le premier axe X et le deuxième axe Y.

La surface d’appui 19 est destinée à être en contact avec le rail 3 afin de positionner l’objet 2 selon le premier axe X et selon le deuxième axe Y. En d’autres termes, on considère qu’un ajustement de position correspond à des déplacements successifs relatifs entre la mâchoire 14, 15, sur laquelle est monté le guide 16, et le rail 3. Au cours de l’ajustement de position, l’objet 2 est recalé par rapport au rail, c’est-à-dire que l’objet 2 est déplacé relativement au rail 3 dans des positions successives non définitives. Plus particulièrement, on considère que lors de l’ajustement de position, la surface d’appui 19 n’est pas en contact avec le rail 3. En outre, on considère le positionnement de l’objet 2 comme étant le dernier déplacement successif dans lequel l’objet 2 atteint une position finale relative au rail 3. En particulier, la position finale correspond à une position de l’objet 2 pour laquelle l’objet 2 peut être inséré facilement au sein du rail 3. Plus particulièrement, on considère que lors du positionnement, la surface d’appui 19 est en contact avec le rail 3.

Le guide 16 peut comporter des troisième et quatrième surfaces de contact 21, 22 reliant la surface d’appui 19 avec respectivement les première et deuxième surfaces de contact 17, 18. Les troisième et quatrième surfaces de contact 21, 22 sont destinées à être en contact, de manière alternative, avec respectivement les deux bords 71, 72 des ailes 5, 6 du rail 3 afin de maintenir la position relative de l’objet de l’objet 2 par rapport à l’ouverture 7 du rail 3 selon le premier axe X. Avantageusement, les troisième et quatrième surfaces de contact 21, 22 sont destinées à être en contact, de manière alternative, avec respectivement les deux bords 71, 72 des ailes 5, 6 du rail 3 afin de maintenir une position angulaire relative de l’objet 2 par rapport à la fente longitudinal 70 du rail 3 selon le deuxième axe Y.

L’insertion de l’objet 2 au sein du rail 3 peut être décomposée en plusieurs étapes. Une étape initiale au cours de laquelle la pince 1 saisit l’objet 2. Sur la , on a représenté la pince 1 ouverte, c’est-à-dire que les mâchoires 14, 15 sont dans une position ouverte O. Dans la position ouverte O, les mâchoires 14, 15 sont écartées l’une de l’autre, l’objet 2 peut être saisi par la pince 1, et peut être placé dans un logement 50 situé entre les deux mâchoires 14, 15. La saisie comprend une fermeture de la pince 1, c’est-à-dire que les mâchoires 14, 15 sont dans une position fermée F, illustrée à la , où l’objet 2 est immobile par rapport à au moins la mâchoire principale 14. Dans la position fermée F, l’objet 2 est immobile au sein du logement 50. Puis, lors d’une première étape d’approche de recalage, on déplace la pince 1, en particulier la mâchoire principale 14, pour amener la surface d’appui 19 au contact du rail 3, plus particulièrement au contact de la surface inférieure 52 du rail 3, notamment de manière à aligner l’objet 2 à insérer dans le rail 3. Lors de la première étape, l’objet 2 peut ne pas être aligné avec l’ouverture 7, et dans ce cas, l’une des première et deuxième surfaces de contact 17, 18 peut venir en contact avec l’un des bords 71, 72 des deux ailes du rail 3. Lors du contact entre une surface de contact 17, 18 et un bord 71, 72 d’une aile 5, 6 du rail 3, on maintient un déplacement de la mâchoire principale 14 selon le deuxième axe principal Y. La surface de contact 17, 18 en contact avec le bord 71, 72 de l’aile 5, 6 du rail 3 va permettre un glissement relatif du rail 3 et de la pince 1 (ou l’inverse). Le glissement va entraîner un déplacement relatif entre la pince 1 et le rail 3 selon le premier axe principal X et un recalage de l’objet 2 par rapport à l’ouverture 7, c’est-à-dire un alignement de l’objet 2 par rapport au rail 3. Afin de s’assurer du contact du guide 16 avec le rail 3, on peut aller volontairement au-delà d’une position optimale (c’est-à-dire lorsque le rail 3 est en contact avec le guide 16, et qu’il n’y a pas d’effort exercé l’un sur l’autre), afin de garantir le bon appui de la surface d’appui 19 contre la surface inférieure 52 du rail 3. Sans cela, l’incertitude de positionnement du guide 16 par rapport au rail 3 pourrait mener à une absence de contact entre le rail 3 et le guide 16, faisant échouer le recalage. Après une mise en contact de la surface d’appui 19 avec la surface inférieure 52 du rail, l’objet 2 est aligné avec l’ouverture 7 du rail 3. On dit également que l’objet 2 est positionné selon les premier et deuxième axes principaux X, Y. Pour insérer l’objet 2, une deuxième étape consiste à déplacer la pince 1 le long du rail 3, c’est-à-dire le long du troisième axe principal Z. De manière optionnelle, un retrait de la pince 1 peut être effectué en ouvrant la pince 1 pour libérer l’objet 2 qui reste maintenu au sein du rail 3.

La mobilité relative de la pince 1 et du rail 3, l’un par rapport à l’autre, peut être variée. Ainsi, on peut définir un repère de la pince 1 comprenant trois axes de référence Tx, Ty, Tz, notés également axes secondaires, dans lequel les premier et deuxième axes de référence Tx, Ty sont perpendiculaires au troisième axe de référence Tz. En outre, le deuxième axe de référence Ty peut être incliné par rapport au premier axe de référence Tx selon un angle compris entre 45° et 135°. De préférences, les trois axes de référence Tx, Ty, Tz, sont perpendiculaires entre eux. Préférentiellement, dans le repère de la pince 1, la surface d’appui 19 s’étend selon deux premier et troisième axes de référence Tx, Tz et le deuxième axe de référence Ty est perpendiculaire à la surface d’appui 19.

Par exemple, la mâchoire principale 14 est montée mobile sur une branche 11, dite branche principale, en translation selon les premier et deuxième axes de référence Tx, Ty.

Les première et deuxième surfaces de contact 17, 18 sont configurées pour ajuster une position relative de l’objet 2 par rapport à l’ouverture 7 du rail 3 selon le premier axe principal X lorsque la mâchoire principale 14 se déplace par rapport au rail 3 selon le deuxième axe principal Y.

Les surfaces de contact 21, 22 permettent de garantir la position relative de l’objet 2 par rapport au rail 3 selon le premier axe principal X, notamment lors du déplacement de la mâchoire principale 14 selon le deuxième axe principal Y. Ainsi, la position relative de l’objet 2 par rapport au rail 3 selon le premier axe principal X peut être maintenue malgré une rotation de la mâchoire principale 14 par rapport au deuxième axe Y et/ou par rapport au troisième axe principal Z.

Selon un autre avantage, les surfaces de contact 17, 18 et 21, 22 ont une longueur permettant de limiter l’amplitude des rotations, c’est-à-dire des rotations relatives de la mâchoire principale 14 par rapport au rail 3, selon le deuxième axe principal Y. La longueur des surfaces de contact 17, 18 et 21, 22 est mesurée selon le troisième axe de référence Tz. Par exemple, la longueur des surfaces de contact 17, 18 et 21, 22 est supérieure ou égale à une ou deux fois la largeur Lr de la fente longitudinale 70. Ainsi, une telle longueur permet de garantir le maintien de la position angulaire relative de l’objet 2 par rapport à la fente longitudinale 70 du rail 3 selon le deuxième axe principal Y. En effet, l’amplitude des rotations selon le deuxième axe principal Y dépend de la longueur du guide 16, c’est-à-dire de la longueur des première et deuxième surfaces de contact 17, 18. Plus le guide 16 est long, et plus l’amplitude des rotations selon le deuxième axe principal Y est limitée. On peut également limiter l’amplitude des rotations selon le deuxième axe principal Y en plaçant deux guides espacés entre eux, selon le troisième axe de référence Tz, d’une distance supérieure ou égale à une ou deux fois la largeur Lr de la fente longitudinale 70.

Le guide 16 peut en outre comporter des cinquième et sixième surfaces de contact 23, 24 destinées à être en contact, de manière alternative, respectivement avec les deux bords 71, 72 des ailes 5, 6 du rail 3 afin d’ajuster une position relative de l’objet 2 par rapport à l’ouverture 7 du rail 3 selon le premier axe principal X lorsque la mâchoire principale 14 se déplace par rapport au rail 3 selon le troisième axe principal Z.

La pince 1 est particulièrement adaptée pour un objet 2 muni d’un insert 4. L’insert 4 comprend un embout 41 comprenant une première collerette 40, dite collerette inférieure, et une deuxième collerette 42, dite collerette supérieure située à distance de la première collerette 40. La distance séparant les deux collerettes 40, 42 est choisie de sorte que les bords 71, 72 des ailes 5, 6 peuvent passer entre les deux collerettes lors de l’insertion de l’objet 2 dans le rail 3. La distance séparant les deux collerettes 40, 42 est supérieure ou égale à une épaisseur du rail 3. La distance de séparation est mesurée selon le deuxième axe de référence Ty et l’épaisseur du rail 3 est mesurée selon le deuxième axe principal Y.

Les deux mâchoires 14, 15 peuvent comporter respectivement deux surfaces de support 30, 31 destinées à former une surface d’appui supplémentaire 32 lorsque les deux mâchoires 14, 15 sont dans une position fermée F, comme illustré sur la . La surface d’appui supplémentaire 32 est destinée à être en contact avec la collerette inférieure 40 de l’embout 41 de l’objet 2 afin d’ajuster une position relative de l’objet 2 par rapport aux deux mâchoires 14, 15. C’est-à-dire que lorsque les mâchoires 14, 15 sont dans la position fermée F, l’objet 2 est immobile, et de préférence centré, par rapport aux mâchoires 14, 15. Les surfaces de support 30, 31 permettent de placer l’objet 2 dans une position correcte par rapport au rail 3, après recalage de pince 1 par rapport au rail 3.

La surface d’appui 19 est située à une distance H1 de la surface de support 30 de la mâchoire principale 14. La distance H1 est mesurée selon le deuxième axe de référence Ty perpendiculaire à la surface d’appui 19. En particulier, la distance H1 est supérieure ou égale à une épaisseur de la collerette inférieure 40. De préférence, la surface d’appui 19 et une surface supérieure de la collerette inférieure 40 sont situées à la même distance H1 par rapport à la surface de support 30 de la mâchoire principale 14.

Sur les figures 3 à 8, on a représenté les principales étapes d’un procédé d’insertion d’un objet 2 au sein d’un rail 3. Le procédé peut être mis en œuvre par un robot 100 comprenant une pince 1 telle que définie ci-avant. Par ailleurs, le robot 100 peut comprendre des moyens 101 pour modifier une position de la pince 1 à réception d’une information de contact du guide 16 avec le rail 3. Ces moyens 101 peuvent comprendre des capteurs de pression ou de position, et l’information de contact du guide 16 avec le rail 3 peut être une information de pression ou de position. Par exemple, les deux branches 10, 11 sont montées mobiles sur un bras 200 du robot 100.

Sur les six figures 3 à 8, on a représenté respectivement les six étapes S1 à S6 suivantes : une étape de fourniture S1, une étape de déplacement S2, une étape d’ajustement S3, une étape de contact S4 des troisième et quatrième surfaces de contact, une étape de mise en contact S5 de la surface d’appui 19, et une étape d’insertion S6 de l’objet 2. Plus particulièrement, sur chacune des six figures 3 à 8, on a représenté, pour chacune des six étapes S1 à S6, d’une part une première vue de la pince 1 et du rail 3 selon le troisième axe principal Z placé perpendiculairement à un plan de la feuille des figures 3 à 8, et d’autre part, une deuxième vue de la pince 1 et du rail 3 selon le premier axe principal X placé perpendiculairement à un plan de la feuille des figures 3 à 8. Ainsi, à gauche des six figures 3 à 8, on a représenté les six premières vues et à droite des figures 3 à 8, on a représenté les six deuxièmes vues.

Sur les figures 4 à 8, on a également représenté par la référence M un mouvement de la mâchoire principale 14 par rapport au rail 3, dans le repère X, Y, Z du rail 3.

La fourniture S1 comprend une fourniture de la pince 1 munie des deux mâchoires 14, 15 configurées pour saisir un objet 2.

Le déplacement S2 de la mâchoire principale 14 par rapport au rail 3 amène les première et deuxième surfaces de contact 17, 18 en contact, de manière alternative, respectivement avec les deux bords 71, 72 des ailes 5, 6 du rail 3 afin d’ajuster S3 une position relative de l’objet par rapport à l’ouverture du rail selon le premier axe X.

La mise en contact S5 de la surface d’appui avec le rail 3 permet de positionner l’objet selon le premier axe X et selon le deuxième axe Y perpendiculaire au premier axe X.

Lors du déplacement S2, l’un parmi le rail et la pince, comporte une mobilité relative S3 de l’un par rapport à l’autre.

Le déplacement S2 peut comprendre un contact S4 des troisième et quatrième surfaces de contact 21, 22, de manière alternative, avec respectivement les deux bords 71, 72 des ailes 5, 6 du rail 3 afin de maintenir la position relative de l’objet par rapport à l’ouverture du rail selon le premier axe X. Avantageusement, le contact S4 des troisième et quatrième surfaces de contact 21, 22 avec respectivement les deux bords 71, 72 des ailes 5, 6 du rail 3 permet de maintenir une position angulaire relative de l’objet par rapport à la fente longitudinale 70 du rail 3 selon le deuxième axe Y.

Le déplacement S2 peut en outre comprendre un contact des cinquième et sixième surfaces de contact, de manière alternative, respectivement avec les deux bords 71, 72 des ailes 5, 6 du rail 3 afin d’ajuster une position relative de l’objet 2 par rapport à l’ouverture 7 du rail 3 selon le premier axe X lorsque la mâchoire principale 14 est déplacée par rapport au rail 3 selon le troisième axe Z perpendiculaire aux premier et deuxième axes X, Y.

Puis, après la mise en contact S5, le procédé comprend une translation S6 de la mâchoire principale 14 par rapport au rail 3 selon le troisième axe Z pour insérer l’objet 2 au sein du rail 3.

Par ailleurs, le déplacement S2, et plus particulièrement l’ajustement S3, comprend un déplacement relatif de la mâchoire principale 14 par rapport à l’une des deux branches 10, 11, en translation selon un premier axe de référence Tx. En outre, la mise en contact S5 peut comprendre un déplacement relatif de la mâchoire principale 14 par rapport à l’une des deux branches 10, 11, en translation selon le deuxième axe de référence Ty incliné par rapport au premier axe de référence Tx selon un angle compris entre 45° et 135°, de préférence égal à 90°.

Claims

Pince destinée à insérer un objet (2) au sein d’un rail creux (3) muni de deux ailes (5, 6) délimitant une ouverture (7) à une extrémité du rail (3), les deux ailes (5, 6) comprenant respectivement deux bords (71, 72) s’étendant longitudinalement le long du rail (3) et délimitant une fente longitudinale (70) du rail (3), la pince comprenant deux mâchoires (14, 15) configurées pour saisir un objet (2), au moins une mâchoire (14) comprenant au moins un guide (16) configuré pour positionner l’objet (2) relativement au rail (3), ledit au moins un guide (16) comprenant des première et deuxième surfaces de contact (17, 18) destinées à être en contact, de manière alternative, respectivement avec les deux bords (71, 72) afin d’ajuster une position relative de l’objet (2) par rapport à l’ouverture (7) du rail (3) selon un premier axe (X), ledit au moins un guide (16) comprenant une surface d’appui (19) destinée à être en contact avec le rail (3) afin de positionner l’objet (2) selon le premier axe (X) et selon un deuxième axe (Y) perpendiculaire au premier axe (X).
Pince selon la revendication précédente, dans laquelle les première et deuxième surfaces de contact (17, 18) sont situées en saillie de la surface d’appui (19).
Pince selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les première et deuxième surfaces de contact (17, 18) s’évasent en direction de la surface d’appui (19).
Pince selon la revendication précédente, dans laquelle les première et deuxième surfaces de contact (17, 18) se rejoignent par une ligne de crête (20).
Pince selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’un parmi le rail (3) et la pince, comporte une mobilité relative de l’un par rapport à l’autre.
Pince selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les première et deuxième surfaces de contact (17, 18) sont configurées pour ajuster la position relative de l’objet (2) par rapport à l’ouverture (7) du rail (3) selon le premier axe (X) lorsque ladite au moins une mâchoire (14, 15) se déplace par rapport au rail (3) selon le deuxième axe (Y).
Pince selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le rail (3) est monté mobile sur un support du rail (3).
Pince selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit au moins un guide (16) comporte des troisième et quatrième surfaces de contact (21, 22) reliant la surface d’appui (19) avec respectivement les première et deuxième surfaces de contact (17, 18), les troisième et quatrième surfaces de contact (21, 22) étant destinées à être en contact, de manière alternative, avec respectivement les deux bords (71, 72) afin de maintenir la position relative de l’objet (2) par rapport à l’ouverture (7) du rail (3) selon le premier axe (X).
Pince selon la revendication précédente, dans laquelle les troisième et quatrième surfaces de contact (21, 22) sont destinées à être en contact, de manière alternative, avec respectivement les deux bords (71, 72) afin de maintenir une position angulaire relative de l’objet (2) par rapport à la fente longitudinale (70) du rail (3) selon le deuxième axe (Y).
Pince selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit au moins un guide (16) comporte des cinquième et sixième surfaces de contact (23, 24) destinées à être en contact, de manière alternative, respectivement avec les deux bords (71, 72) afin d’ajuster la position relative de l’objet (2) par rapport à l’ouverture (7) du rail (3) selon le premier axe (X) lorsque ladite au moins une mâchoire (14, 15) se déplace par rapport au rail (3) selon un troisième axe (Z) perpendiculaire aux premier et deuxième axes (X, Y).
Pince selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit au moins un guide (16) est monté amovible sur ladite au moins une mâchoire (14, 15).
Pince selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les deux mâchoires (14, 15) comportent respectivement deux surfaces de support (30, 31) destinées à former une surface d’appui supplémentaire (32) lorsque les deux mâchoires (14, 15) sont dans une position fermée (F), la surface d’appui supplémentaire (32) étant destinée à être en contact avec une collerette (40) d’un embout (41) de l’objet (2) afin d’ajuster une position relative de l’objet (2) par rapport aux deux mâchoires (14, 15).
Pince selon la revendication précédente, dans laquelle la surface d’appui (19) est située à une distance (H1) de la surface de support (30, 31) de ladite au moins une mâchoire (14, 15), la distance (H1) étant supérieure ou égale à une épaisseur de la collerette (40), la distance (H1) étant mesurée selon un axe de référence (Ty) perpendiculaire à la surface d’appui (19).
Pince selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant deux branches mobiles (10, 11) l’une par rapport à l’autre, et dans laquelle ladite au moins une mâchoire (14, 15) est montée mobile sur l’une des deux branches (10, 11), en translation selon des premier et deuxième axes de référence (Tx, Ty) inclinés entre eux d’un angle compris entre 45° et 135°.
Robot comprenant une pince selon l’une quelconque des revendications précédentes.
Robot selon la revendication précédente, comprenant des moyens (101) pour modifier une position de la pince à réception d’une information de contact dudit au moins un guide (16) avec le rail (3).
Robot selon l’une quelconque des revendications 15 et 16, comprenant un bras sur lequel la pince est montée mobile par rapport au bras.
Système comprenant un robot selon l’une quelconque des revendications 15 à 17 et un rail creux (3) muni de deux ailes (5, 6) délimitant une ouverture (7) à une extrémité du rail (3), les deux ailes (5, 6) comprenant respectivement deux bords (71, 72) s’étendant longitudinalement le long du rail (3) et délimitant une fente longitudinale (70) du rail (3).
Procédé d’insertion d’un objet au sein d’un rail creux muni de deux ailes délimitant une ouverture à une extrémité du rail, les deux ailes comprenant respectivement deux bords s’étendant longitudinalement le long du rail et délimitant une fente longitudinale du rail, le procédé comprenant :
une fourniture (S1) d’une pince munie de deux mâchoires (14, 15) configurées pour saisir un objet, au moins une mâchoire (14, 15) comprenant au moins un guide (16) configuré pour positionner l’objet relativement au rail, ledit au moins un guide (16) comprenant des première et deuxième surfaces de contact et une surface d’appui ;

un déplacement (S2) de ladite au moins une mâchoire par rapport au rail pour amener les première et deuxième surfaces de contact en contact, de manière alternative, respectivement avec les deux bords afin d’ajuster (S3) une position relative de l’objet par rapport à l’ouverture du rail selon un premier axe (X) ; et

une mise en contact (S5) de la surface d’appui avec le rail afin de positionner l’objet selon le premier axe (X) et selon un deuxième axe (Y) perpendiculaire au premier axe (X).
Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, lors du déplacement (S2), l’un parmi le rail et la pince, comporte une mobilité relative de l’un par rapport à l’autre.
Procédé selon l’une quelconque des revendications 19 à 20, dans lequel, le déplacement (S2) comprend un déplacement de ladite au moins une mâchoire par rapport au rail selon le deuxième axe (Y).
Procédé selon l’une quelconque des revendications 19 à 21, ledit au moins un guide comportant des troisième et quatrième surfaces de contact reliant la surface d’appui avec respectivement les première et deuxième surfaces de contact, et dans lequel le déplacement (S2) comprend un contact (S4) des troisième et quatrième surfaces de contact, de manière alternative, avec respectivement les deux bords afin de maintenir la position relative de l’objet par rapport à l’ouverture du rail selon le premier axe (X).
Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le déplacement (S2) comprend un maintien d’une position angulaire relative de l’objet par rapport à la fente longitudinale du rail selon le deuxième axe (Y).
Procédé l’une quelconque des revendications 19 à 23, ledit au moins un guide comprenant des cinquième et sixième surfaces de contact, le déplacement (S2) comprenant un contact des cinquième et sixième surfaces de contact, de manière alternative, respectivement avec les deux bords afin d’ajuster la position relative de l’objet par rapport à l’ouverture du rail selon le premier axe (X) lorsque ladite au moins une mâchoire est déplacée par rapport au rail selon un troisième axe (Z) perpendiculaire aux premier et deuxième axes (X, Y).
Procédé selon la revendication précédente, comprenant, après la mise en contact (S5), une translation (S6) de ladite au moins une mâchoire par rapport au rail selon le troisième axe (Z) pour insérer l’objet au sein du rail.
Procédé selon l’une quelconque des revendications 19 à 25, les deux mâchoires comportant respectivement deux surfaces de support, le procédé comprenant, avant le déplacement (S2), une fermeture des deux mâchoires de manière que les deux surfaces de support forment une surface d’appui supplémentaire en contact avec une collerette d’un embout de l’objet afin d’ajuster une position relative de l’objet par rapport aux deux mâchoires.
Procédé selon l’une quelconque des revendications 19 à 26, la pince comprenant deux branches mobiles l’une par rapport à l’autre, et dans lequel le déplacement (S2) comprend un déplacement relatif de ladite au moins une mâchoire par rapport à l’une des deux branches, en translation selon un premier axe de référence (Tx), et la mise en contact (S5) comprend un déplacement relatif de ladite au moins une mâchoire par rapport à l’une des deux branches, en translation selon un deuxième axe de référence (Ty) incliné par rapport au premier axe de référence (Tx) selon un angle compris entre 45° et 135°.