WO2009007623A1 - Appareil de manipulation d'une tête de travail - Google Patents

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WO2009007623A1
WO2009007623A1 PCT/FR2008/051194 FR2008051194W WO2009007623A1 WO 2009007623 A1 WO2009007623 A1 WO 2009007623A1 FR 2008051194 W FR2008051194 W FR 2008051194W WO 2009007623 A1 WO2009007623 A1 WO 2009007623A1
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WO
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hoop
displacement
along
working head
mobile
Prior art date
Application number
PCT/FR2008/051194
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English (en)
Inventor
Jean-Philippe Roux
Jacques Weyland
Original Assignee
Jean-Philippe Roux
Jacques Weyland
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Publication date
Application filed by Jean-Philippe Roux, Jacques Weyland filed Critical Jean-Philippe Roux
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/023—Cartesian coordinate type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J18/00—Arms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J18/00—Arms
    • B25J18/005—Arms having a curved shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0009—Constructional details, e.g. manipulator supports, bases
    • B25J9/0018—Bases fixed on ceiling, i.e. upside down manipulators

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of handling devices in the general sense adapted for use in many areas such as machining, manipulation, robotics and measurement.
  • DE 35 450 008 discloses a support structure of a hoop pivotally mounted along a vertical axis. A measuring head is guided in displacement on the arch. If this structure is lighter compared to structures of the arm or portal type, the main disadvantage of this solution is its inability to perform continuous measurements in a complete plan of space.
  • the present invention therefore aims to remedy the drawbacks of the state of the art by proposing a new architecture for a device of handling, characterized by its lightness and limited size while allowing a wide range of movement for the working head.
  • the hoop is mounted on the support structure by means of support and guide means in translation along the radius of curvature and the displacement means ensure the translation of the hoop along its longitudinal axis to obtain the displacement of the working head at least in the plane of displacement.
  • the working head is mounted on a carriage slidably mounted on the hoop and connected to a displacement system along the hoop.
  • the displacement means comprise at least one link articulated at each of its ends by a free pivot on the one hand to the hoop, and on the other hand to an actuator.
  • the displacement means comprise a linear actuator connected to the rod by a free pivot to ensure the movement of the link.
  • the support structure comprises a beam on which the hoop is mounted by the free pivot, the beam being carried by a carrier column extending along the vertical axis.
  • the carrier column is provided with a motorized carriage sliding along the column and on which the beam is mounted to move the hoop along the vertical axis.
  • the support structure is mounted around a pivot of vertical axis allowing the rotation of the hoop around the vertical axis.
  • the support structure is mounted on a displacement system in the direction of depth.
  • the mobile hoop has a part in a circular arc extended or not by a straight part, the mobile hoop having for example a transverse cross section I.
  • Figures 1 and 2 are perspective views of a first embodiment of an illustrated manipulation apparatus with two different angles of view.
  • Figure 3 is a cross-sectional view taken substantially along lines A-A of FIG. 2.
  • Figures 4 to 8 are side views showing different characteristic positions for the handling apparatus according to the invention.
  • Figures 9 and 10 are perspective views illustrating from two different angles, another embodiment of a handling apparatus according to the invention.
  • Figures 11 and 12 are perspective views illustrating from two different angles another embodiment of a handling apparatus according to the invention.
  • Figure 13 illustrates another alternative use of a handling apparatus according to the invention.
  • the object of the invention relates to a handling apparatus 1 ensuring the displacement of a working head 2 in the general sense.
  • the working head 2 may be a measuring head, machining or manipulation being provided with a sensor, an actuator and or a tool holder.
  • the apparatus 1 comprises a support structure 3 for a mobile hoop 4 equipped with the working head 2.
  • the apparatus 1 also comprises means of displacement 6 of the mobile hoop 4 thus making it possible to position the working head 2 in a desired position with respect to the support structure 3.
  • an orthonormal coordinate system x, y, z is defined with x the depth axis, with y the horizontal axis and z the vertical axis, to describe the various components of the apparatus 1 according to the invention.
  • the mobile roll 4 represented by a longitudinal axis AA 1 has a determined radius of curvature extending in a plane of displacement defined by the axes y and z.
  • the mobile arch 4 is positioned so that its radius of curvature is located in the plane y, z and has a center of rotation or curvature not shown which is also located in the plane y, z.
  • the mobile arch 4 extends along an arc of a circle over an angular range of the order of 120 °.
  • the hoop extends over a more or less large circular range.
  • the mobile arch 4 may comprise a portion arcuate circle extended or not by a straight portion.
  • the mobile hoop 4 has a radius of curvature different from an arc of circle such as an ellipse segment for example.
  • the arch 4 is made by a profile of transverse cross section for example at I positioned so that the core 4a of the profile delimits on either side of the rear faces 4i and before 4 2 extending in the plane y, z.
  • the mobile arch 4 is mounted on the support structure 3 by means 7 for supporting and guiding in translation. These means 7 make it possible to move the sliding arch 4 in translation or in sliding along its longitudinal axis AA 1 .
  • the support and guide means 7 comprise a free pivot 8 ensuring the mounting of the mobile arch 4 on the support structure 3.
  • the free pivot 8 is made in any appropriate manner and extends along an axis horizontal x perpendicular to the y and z axes. The free pivot 8 thus allows the pivoting of the hoop 4 along the x axis.
  • the support and guiding means 7 also comprise a shoe 11 carried by the free pivot 8 and cooperating with a curved rail 12 fixed on the arch 4, for example on the rear face 4i of the arch.
  • the pad 11 has a cross section in the form of a c or omega to support or maintain the arch 4.
  • the support and guide means 7 may be made differently.
  • the support and guide means 7 can be made by a mechanical system for performing a translation along the z axis and a translation along the y axis.
  • these support and guiding means 7 can be made by a roller system. In the example illustrated in FIGS.
  • the supporting and guiding means 7 comprise two free pivots 8 1, 8 2 ensuring the mounting of the movable arch 4 of the support structure 3.
  • the free hub 8 1, 8 2 allow the displacement of the mobile arch 4 according to its radius of curvature which is circular.
  • Each free pivot 81,82 carries a shoe respectively Hi, H 2 cooperating with the curved rail 12 as described above.
  • the free pin 8 is mounted at the free end of a beam 30 forming part of the support structure 3.
  • This beam 30 is carried by a carrier column 31 extending along the vertical axis z.
  • the carrier column 31 is provided with a movable carriage 33 sliding along the carrier column 31.
  • the carriage 33 is provided with the beam 30 and is guided in vertical translation by a slide 35 arranged on along the carrier column 31.
  • the carriage 33 is moved in translation by a motor member 34.
  • the carrier column 31 is mounted on a fixed system or as illustrated, on a displacement system 36 in the direction x.
  • the displacement system 36 comprises a carriage 37 from which the carrier column 31 rises. This carriage 37 is guided in displacement along the x-axis by a rail 38 and is controlled in displacement by a motor member 39
  • the support structure 3 is mounted on the displacement system 36.
  • the hoop 4 and therefore the working head 2 can thus be moved along the x axis by the displacement system 36 and along the axis z by the motorized carriage 33.
  • the hoop 4 is moved by the displacement means 6 ensuring the translation of the arch 4 along its longitudinal axis, in acting on one end of the arch 4.
  • a thrust force exerted on one of the ends of the arch 4 leads to bring this end of the free pivot 8 while a tensile force exerted on this end leads the other end of the arch to approach the free pivot 8.
  • the arch 4 is able to be moved in the plane ⁇ , z, in a race corresponding to the axis or radius of curvature of the arch taken substantially between its ends.
  • the displacement means 6 comprise at least one link 60 pivotally mounted on a free pivot 61 and articulated at each of its ends by a free pivot 62,63 respectively to the arch 4 and an actuator 64 also mounted on a free pivot not shown.
  • the actuator 64 is a linear actuator such as a rod controlled in linear displacement to ensure pivoting along the free pivot 61 of the link 60 and, consequently, the displacement of the arch 4 according to its radius of curvature that it is clear by comparing Figs. 5 and 6.
  • the displacement means 6 also comprise at least one linear actuator 65 connected to the link 60 by the free pivot 61.
  • the actuator 65 comprises in the illustrated example a carriage 66 guided in vertical displacement along the axis z by a rail 67 mounted on the carrier column 31.
  • the carriage 66 is moved by a motor 68 of any known type.
  • the carriage 66 is thus equipped with the free pivot 61 and with the linear actuator 64.
  • the actuator 65 thus makes it possible to ensure the linear displacement of the link 60 along the vertical axis z.
  • the displacement of the actuator 65 makes it possible to modify the relative distance between the pivot 62 and the free pivot 8.
  • the displacement means 6 comprise, on the one hand, the actuator 64 making it possible to ensure the approximation along the y-axis of the end 62 with respect to the free pivot 8 and on the other hand , the actuator 65 ensuring the approximation or removal along the vertical axis z of the end 62 relative to the free pivot 8.
  • the displacement means 6 combine these two movements in order to obtain a displacement optimized of the hoop 4 with respect to the support structure 3.
  • FIGS. 4 to 8 A detailed description will be made in relation to FIGS. 4 to 8 to describe the operation of the displacement means 6 making it possible to obtain a large travel of the arch 4 and consequently of the working head 2.
  • the actuator 65 can be controlled vertically upwardly to shorten the z-axis distance between the movable pivot 62 and the free pivot 8 to the position shown in FIG. 5.
  • the arch 4 has been moved along its longitudinal axis AA 7 so as to move the working head 2 away from the support structure 3.
  • the linear actuator 64 can be controlled to ensure the tilting of the rod 60 so as to bring the pivot 62 of the free pivot 8 ( Figure 6).
  • the arch 4 has been moved away from the support structure 3.
  • the actuator 65 can be controlled to move the rod in the vertical upward direction to further bring the pivot 62 free pivot 8 (Fig. 7).
  • the linear actuator 64 can then be controlled to pivot the link 60 in the direction of approaching the pivot 62 relative to the free pivot 8 ( Figure 8).
  • the displacement means 6 allow by driving one and / or the other of the actuators 64 and 65 to ensure the relative movement of the mobile arch 4 and as a result of the working head 2 with respect to the support structure 3. It should be noted that the actuators 64 and 65 are advantageously controlled to ensure the displacement of the mobile arch 4. However, the actuators 64 and 65 can be controlled to move the center of rotation or curvature, in the plane y, z to increase the translational capacity of the working head 2.
  • the working head 2 is mounted movably along the hoop 4.
  • the working head 2 is mounted on a carriage 40 (FIG 1) slidably mounted on the hoop 4 and connected to a movement system 41.
  • the movement system 41 comprises a motor connected by a transmission belt and pulley-type to the carriage 40 which is slidably guided in a rail 43 secured to the front face 4 2 of hoop 4.
  • the working head 2 can be motorized by a different displacement system 41.
  • the displacement means 6 described in relation to FIGS. 1 to 8 can be made differently.
  • the displacement means 6 are formed by a band fixed at both ends of the bow and motorized by a driving part commonly called self-supporting carriage.
  • Figs. 11 and 12 illustrate another alternative embodiment of the displacement means 6.
  • the displacement means 6 are formed by a carriage 70 guided in displacement on a curved rail 71 having a radius of curvature identical to the radius of curvature of the arch 4.
  • this rail 71 is fixed on a plate 72 mounted on the carrier column 31.
  • the carriage 70 is driven in displacement along the curved guide rail by a transmission for example of the belt or belt type actuated by a drive member 74 .
  • the handling device is carried by a support structure resting on a frame or on the ground.
  • the arch 4 is suspended relative to a work area.
  • the carrier structure 3 is mounted on a frame 80 with a vertical axis pivot 81 allowing the rotation of the hoop 4 about the vertical axis z.
  • all the drive members and / or actuators are electric motor reducers, but of course they can be made differently.

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  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

L'invention concerne un appareil de manipulation selon au moins l'axe horizontal (y) et l'axe vertical (z) définissant un plan de déplacement (y, z) comportant : une structure de support (3) pour un arceau mobile (4) possédant un axe longitudinal (A-A') présentant un rayon de courbure s'étendant dans le plan de déplacement (y, z), l'arceau mobile (4) étant équipé d'une tête de travail (2), et des moyens de déplacement de l'arceau mobile (4). Selon l'invention, l'arceau (4) est monté sur la structure de support (3) à l'aide de moyens de support et de guidage en translation (7) selon le rayon de courbure A-A1 et en ce que les moyens de déplacement (6) assurent la translation de l'arceau (4) selon son axe longitudinal (A-A') pour obtenir le déplacement de la tête de travail au moins dans le plan de déplacement (y, z).

Description

APPAREIL DE MANIPULATION D'UNE TÊTE DE TRAVAIL
La présente invention concerne le domaine technique des appareils de manipulation au sens général adaptés pour être utilisés dans de nombreux domaines comme par exemple l'usinage, la manipulation, la robotique et la mesure.
Dans le domaine de la mesure tridimensionnelle, il est connu différentes architectures d'appareil de manipulation. Par exemple, il est connu de réaliser un appareil sous la forme d'un portique présentant une grande stabilité et simplicité des mouvements pour la tête de mesure. La demande de brevet WO 2006/077018 décrit un exemple de réalisation d'un appareil de mesure sous la forme d'un portique. Le principal inconvénient de cette solution est son encombrement et sa masse.
Il est connu également de réaliser un appareil de manipulation sous la forme de bras articulés comportant une pluralité d'axes d'articulation. Par exemple, la demande de brevet FR 2 884 910 décrit un appareil manuel de mesure tridimensionnelle comportant une série de tubes aboutés et articulés entre eux. L'inconvénient principal de ce type de bras a trait à la difficulté d'accéder à la partie arrière de la pièce à mesurer, par rapport à l'embase fixe du bras. Par ailleurs, le déplacement de ce bras est manuel. Il est connu aussi de motoriser ce bras pour obtenir un déplacement automatisé. L'inconvénient majeur de ces bras motorisés polyarticulés réside dans la complexité de la programmation des déplacements de la tête de travail. De plus, le moment cinétique d'un tel bras est important, ce qui entraîne une limitation du poids de la tête de travail.
Le document DE 35 450 008 décrit une structure de support d'un arceau monté pivotant selon un axe vertical. Une tête de mesure est guidée en déplacement sur l'arceau. Si cette structure s'avère plus légère par rapport aux structures du type bras ou portique, l'inconvénient principal de cette solution concerne son impossibilité à effectuer des mesures continues dans un plan complet de l'espace. La présente invention vise donc à remédier aux inconvénients de l'état de la technique en proposant une nouvelle architecture pour un appareil de manipulation, caractérisée par sa légèreté et son encombrement limité tout en permettant une large gamme de déplacement pour la tête de travail.
Pour atteindre un tel objectif, l'appareil de manipulation selon au moins l'axe horizontal et l'axe vertical définissant un plan de déplacement comporte : - une structure de support pour un arceau mobile possédant un axe longitudinal présentant un rayon de courbure s'étendant dans le plan de déplacement, l'arceau mobile étant équipé d'une tête de travail, - et des moyens de déplacement de l'arceau mobile. Selon l'invention, l'arceau est monté sur la structure de support à l'aide de moyens de support et de guidage en translation selon le rayon de courbure et les moyens de déplacement assurent la translation de l'arceau selon son axe longitudinal pour obtenir le déplacement de la tête de travail au moins dans le plan de déplacement.
Selon une variante préférée de réalisation, la tête de travail est montée sur un chariot monté coulissant sur l'arceau et relié à un système de déplacement le long de l'arceau.
Selon un exemple de réalisation, les moyens de déplacement comportent au moins une biellette articulée à chacune de ses extrémités par un pivot libre d'une part à l'arceau, et d'autre part à un actionneur. Par exemple, les moyens de déplacement comportent un actionneur linéaire relié à la biellette par un pivot libre pour assurer le déplacement de la biellette.
Avantageusement, la structure de support comporte une poutre sur laquelle l'arceau est monté par le pivot libre, la poutre étant portée par une colonne porteuse s'étendant selon l'axe vertical. Par exemple, la colonne porteuse est munie d'un chariot motorisé coulissant le long de la colonne et sur lequel la poutre est montée permettant de déplacer l'arceau selon l'axe vertical.
Selon un exemple de réalisation, la structure porteuse est montée autour d'un pivot d'axe vertical autorisant la rotation de l'arceau autour de l'axe vertical. Par exemple, la structure de support est montée sur un système de déplacement selon la direction de profondeur. Avantageusement, l'arceau mobile comporte une partie en arc de cercle prolongée ou non par une partie droite, l'arceau mobile possédant par exemple une section droite transversale en I.
Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, des formes de réalisation de l'objet de l'invention.
Les Figures 1 et 2 sont des vues en perspective d'un premier exemple de réalisation d'un appareil de manipulation illustré selon deux angles de vue différents. La Figure 3 est une vue en coupe transversale prise sensiblement selon les lignes A-A de la Fig. 2.
Les Figures 4 à 8 sont des vues de côté montrant différentes positions caractéristiques pour l'appareil de manipulation conforme à l'invention.
Les Figures 9 et 10 sont des vues en perspective illustrant selon deux angles différents, un autre exemple de réalisation d'un appareil de manipulation conforme à l'invention.
Les Figures 11 et 12 sont des vues en perspective illustrant selon deux angles différents un autre exemple de réalisation d'un appareil de manipulation conforme à l'invention. La Figure 13 illustre une autre variante d'utilisation d'un appareil de manipulation conforme à l'invention.
Tel que cela ressort plus précisément des Fig. 1 à 8, l'objet de l'invention concerne un appareil de manipulation 1 assurant le déplacement d'une tête de travail 2 au sens général. Par exemple, la tête de travail 2 peut être une tête de mesure, d'usinage ou de manipulation en étant pourvue d'un capteur, d'un actionneur etyou d'un porte-outil.
L'appareil 1 comporte une structure de support 3 pour un arceau mobile 4 équipé de la tête de travail 2. L'appareil 1 comporte également des moyens de déplacement 6 de l'arceau mobile 4 permettant ainsi de positionner la tête de travail 2 dans une position souhaitée par rapport à la structure de support 3. Par convention, il est défini un repère orthonormé x,y,z avec x l'axe de profondeur, avec y l'axe horizontal et avec z l'axe vertical, pour décrire les divers éléments constitutifs de l'appareil 1 conforme à l'invention.
L'arceau mobile 4 représenté par un axe longitudinal A-A1 possède un rayon de courbure déterminé s'étendant dans un plan de déplacement défini par les axes y et z. En d'autres termes, l'arceau mobile 4 est positionné de manière que son rayon de courbure se trouve situé dans le plan y,z et présente un centre de rotation ou de courbure non représenté qui se trouve également situé dans le plan y,z. Dans l'exemple illustré l'arceau mobile 4 s'étend selon un arc de cercle sur une plage angulaire de l'ordre de 120°. Bien entendu, il peut être prévu que l'arceau s'étende sur une plage circulaire plus ou moins grande. De même, l'arceau mobile 4 peut comporter une portion en arc de cercle prolongé ou non par une portion droite. De plus, il peut être envisagé que l'arceau mobile 4 possède un rayon de courbure différent d'un arc de cercle comme un segment d'ellipse par exemple. Tel que cela ressort plus précisément de la Fig. 3, l'arceau 4 est réalisé par un profilé de section droite transversale par exemple en I positionné de manière que l'âme 4a du profilé délimite de part et d'autre des faces arrières 4i et avant 42 s'étendant dans le plan y,z.
Conformément à l'invention, l'arceau mobile 4 est monté sur la structure de support 3 à l'aide de moyens 7 de support et de guidage en translation. Ces moyens 7 permettent d'assurer le déplacement en translation ou en coulissement de l'arceau mobile 4 selon son axe longitudinal A-A1. Dans l'exemple de réalisation illustré aux Fig. 1 à 8, les moyens de support et de guidage 7 comportent un pivot libre 8 assurant le montage de l'arceau mobile 4 sur la structure de support 3. Le pivot libre 8 est réalisé de toute manière appropriée et s'étend selon un axe horizontal x perpendiculaire aux axes y et z. Le pivot libre 8 autorise ainsi le pivotement de l'arceau 4 selon l'axe x.
Dans l'exemple illustré, les moyens de support et de guidage 7 comportent également un patin 11 porté par le pivot libre 8 et coopérant avec un rail courbe 12 fixé sur l'arceau 4 par exemple sur la face arrière 4i de l'arceau. Le patin 11 possède une section droite transversale en forme de c ou en oméga pour assurer le support ou le maintien de l'arceau 4. Bien entendu, les moyens de support et de guidage 7 peuvent être réalisés de manière différente. Par exemple, les moyens de support et de guidage 7 peuvent être réalisés par un système mécanique permettant d'effectuer une translation selon l'axe z et une translation selon l'axe y. Par exemple, ces moyens de support et de guidage 7 peuvent être réalisés par un système à galets. Dans l'exemple illustré aux Fig. 9 et 1O7 les moyens de support et de guidage 7 comportent deux pivots libres 81,82 assurant le montage de l'arceau mobile 4 sur la structure de support 3. Selon cet exemple de réalisation, les pivots libres 81,82 autorisent le déplacement de l'arceau mobile 4 selon son rayon de courbure qui est circulaire. Chaque pivot libre 81,82 porte un patin respectivement Hi, H2 coopérant avec le rail courbe 12 tel que décrit ci-dessus.
Selon la variante de réalisation illustrée aux Fig. 1 à 8, le pivot libre 8 est monté à l'extrémité libre d'une poutre 30 faisant partie de la structure de support 3. Cette poutre 30 est portée par une colonne porteuse 31 s'étendant selon l'axe vertical z. Selon une caractéristique préférée de réalisation, la colonne porteuse 31 est munie d'un chariot mobile 33 coulissant le long de la colonne porteuse 31. Le chariot 33 est pourvu de la poutre 30 et se trouve guidé en translation verticale par une glissière 35 ménagée le long de la colonne porteuse 31. Le chariot 33 est déplacé en translation par un organe moteur 34.
Il est à noter qu'il peut être prévu de monter la poutre 30 sur le chariot 33 directement sans mouvement ou à l'aide d'un pivot libre permettant un pivotement de la poutre 30 par rapport au chariot. Dans le même sens, il peut être prévu de réaliser la poutre 30 de manière extensible ou télescopique. La colonne porteuse 31 est montée sur un système fixe ou comme illustré, sur un système de déplacement 36 selon la direction x. Par exemple, le système de déplacement 36 comporte un chariot 37 à partir duquel s'élève la colonne porteuse 31. Ce chariot 37 est guidé en déplacement selon l'axe x par un rail 38 et se trouve commandé en déplacement par un organe moteur 39. Ainsi, la structure de support 3 est montée sur le système de déplacement 36.
L'arceau 4 et par suite la tête de travail 2 peut ainsi être déplacé selon l'axe x par le système de déplacement 36 et selon l'axe z par le chariot motorisé 33. Dans le plan y,z, l'arceau 4 est déplacé par les moyens de déplacement 6 assurant la translation de l'arceau 4 selon son axe longitudinal, en agissant sur l'une des extrémité de l'arceau 4. Un effort de poussée exercé sur l'une des extrémités de l'arceau 4 conduit à rapprocher cette extrémité, du pivot libre 8 tandis qu'un effort de traction exercée sur cette extrémité conduit l'autre extrémité de l'arceau à se rapprocher du pivot libre 8. L'arceau 4 est donc apte à être déplacé dans le plan γ,z, selon une course correspondant à l'axe ou au rayon de courbure de l'arceau pris sensiblement entre ses extrémités.
Dans l'exemple de réalisation illustré aux Fig. 1 à 8, les moyens de déplacement 6 comportent au moins une biellette 60 montée pivotante sur un pivot libre 61 et articulée à chacune de ses extrémités par un pivot libre 62,63 respectivement à l'arceau 4 et à un actionneur 64 monté également sur un pivot libre non représenté. Par exemple, l'actionneur 64 est un actionneur linéaire telle une tige commandée en déplacement linéaire permettant d'assurer le pivotement selon le pivot libre 61 de la biellette 60 et, par suite le déplacement de l'arceau 4 selon son rayon de courbure tel que cela apparaît clairement en comparant les Fig. 5 et 6.
Avantageusement, les moyens de déplacement 6 comportent également au moins un actionneur linéaire 65 relié à la biellette 60 par le pivot libre 61. L'actionneur 65 comporte dans l'exemple illustré un chariot 66 guidé en déplacement vertical selon l'axe z par un rail 67 monté sur la colonne porteuse 31. Le chariot 66 est déplacé par un organe moteur 68 de tout type connu. Le chariot 66 se trouve ainsi équipé du pivot libre 61 et de l'actionneur linéaire 64. L'actionneur 65 permet ainsi d'assurer le déplacement linéaire de la biellette 60 selon l'axe vertical z. Dans la mesure où le pivot libre 8 sur lequel est monté l'arceau 4 est situé en dehors de la trajectoire verticale de l'actionneur, le déplacement de l'actionneur 65 permet de modifier la distance relative entre le pivot 62 et le pivot libre 8. Dans l'exemple illustré, les moyens de déplacement 6 comportent d'une part, l'actionneur 64 permettant d'assurer le rapprochement selon l'axe y de l'extrémité 62 par rapport au pivot libre 8 et d'autre part, l'actionneur 65 assurant le rapprochement ou l'éloignement selon l'axe vertical z, de l'extrémité 62 par rapport au pivot libre 8.
Selon une caractéristique avantageuse de réalisation, les moyens de déplacement 6 combinent ces deux mouvements afin d'obtenir un déplacement optimisé de l'arceau 4 par rapport à la structure de support 3. Une description détaillée va être effectuée en relation des Fig. 4 à 8 pour décrire le fonctionnement des moyens de déplacement 6 permettant d'obtenir une grande course de l'arceau 4 et par suite de la tête de travail 2. A partir de la position illustrée à la Fig, 4, l'actionneur 65 peut être commandé en déplacement vertical vers le haut afin de raccourcir la distance selon l'axe z entre le pivot mobile 62 et le pivot libre 8 pour atteindre la position illustrée à la Fig. 5. Entre ces deux positions, l'arceau 4 a été déplacé selon son axe longitudinal A-A7 de manière à éloigner la tête de travail 2 par rapport à la structure de support 3. A partir de cette position, l'actionneur linéaire 64 peut être commandé pour assurer le basculement de la biellette 60 de manière à rapprocher le pivot 62 du pivot libre 8 (Fig. 6). Dans la position illustrée à la Fig. 6, l'arceau 4 a été déplacé en éloignement par rapport à la structure de support 3. A partir de cette position, l'actionneur 65 peut être commandé pour déplacer la biellette dans le sens vertical de montée permettant de rapprocher encore le pivot 62 du pivot libre 8 (Fig. 7). L'actionneur linéaire 64 peut alors être commandé pour assurer le pivotement de la biellette 60 dans le sens du rapprochement du pivot 62 par rapport au pivot libre 8 (Fig. 8).
Il doit être compris que les moyens de déplacement 6 permettent par le pilotage de l'un et/ou de l'autre des actionneurs 64 et 65 d'assurer le déplacement relatif de l'arceau mobile 4 et par suite de la tête de travail 2 par rapport à la structure de support 3. Il est à noter que les actionneurs 64 et 65 sont pilotés avantageusement pour assurer le déplacement de l'arceau mobile 4. Toutefois, les actionneurs 64 et 65 peuvent être pilotés pour déplacer le centre de rotation ou de courbure, dans le plan y,z afin d'augmenter la capacité de translation de la tête de travail 2.
Selon une caractéristique préférée de réalisation, la tête de travail 2 est montée mobile le long de l'arceau 4. A cet effet, la tête de travail 2 est montée sur un chariot 40 (Fig. 1) monté coulissant sur l'arceau 4 et relié à un système de déplacement 41. Par exemple, le système de déplacement 41 comporte un moteur relié par une transmission du type courroie-poulie au chariot 40 qui est guidé en coulissement dans un rail 43 fixé sur la face avant 42 de l'arceau 4. Bien entendu, la tête de travail 2 peut être motorisée par un système de déplacement 41 différent.
Bien entendu, les moyens de déplacement 6 décrits en relation des Fig. 1 à 8 peuvent être réalisés de manière différente. Dans l'exemple illustré aux Fig. 9, 10, les moyens de déplacement 6 sont réalisés par une bande fixée aux deux extrémités de l'arceau et motorisée par une partie menante appelée communément chariot autoporteur.
Les Fig. 11 et 12 illustrent une autre variante de réalisation des moyens de déplacement 6. Selon cette variante de réalisation, les moyens de déplacement 6 sont réalisés par un chariot 70 guidé en déplacement sur un rail courbe 71 présentant un rayon de courbure identique au rayon de courbure de l'arceau 4.
Par exemple, ce rail 71 est fixé sur une plaque 72 montée sur la colonne porteuse 31. Le chariot 70 est entraîné en déplacement selon le rail de guidage courbe par une transmission par exemple du type à bande ou à courroie actionnée par un organe moteur 74.
Dans les exemples de réalisation illustrés ci-dessus, l'appareil de manipulation est porté par une structure de support reposant sur un bâti ou sur le sol. Bien entendu, il peut être envisagé que l'arceau 4 se trouve suspendu par rapport à une zone de travail. Tel que cela ressort dans l'exemple illustré à la Fig. 13, la structure porteuse 3 est montée sur un châssis 80 à l'aide d'un pivot d'axe vertical 81 autorisant la rotation de l'arceau 4 autour de l'axe vertical z.
Selon une caractéristique préférée de réalisation, tous les organes moteurs et/ou actionneurs sont des moto- réducteurs électriques, mais bien entendu ils peuvent être réalisés de manière différente.
L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Appareil de manipulation selon au moins l'axe horizontal (y) et l'axe vertical (z) définissant un plan de déplacement (y,z)comportant :
- une structure de support (3) pour un arceau mobile (4) possédant un axe longitudinal (A-A1) présentant un rayon de courbure s'étendant dans le plan de déplacement (y, z), l'arceau mobile (4) étant équipé d'une tête de travail (2),
- et des moyens de déplacement de l'arceau mobile (4), caractérisé en ce que l'arceau (4) est monté sur la structure de support (3) à l'aide de moyens de support et de guidage en translation (7) selon le rayon de courbure A-A1 et en ce que les moyens de déplacement (6) assurent la translation de l'arceau (4) selon son axe longitudinal (A-A') pour obtenir le déplacement de la tête de travail au moins dans le plan de déplacement (y, z).
2 - Appareil de manipulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tête de travail (2) est montée sur un chariot (40) monté coulissant sur l'arceau et relié à un système (41) de déplacement le long de l'arceau.
3 - Appareil de manipulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de support et de guidage (7) comportent au moins un pivot libre (8) portant un patin (11) coopérant avec un rail de guidage (12) fixé sur l'arceau.
4 - Appareil de manipulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de déplacement (6) comportent au moins une biellette (60) articulée à chacune de ses extrémités par un pivot libre (62,63) d'une part à l'arceau (4), et d'autre part à un actionneur (64).
5 - Appareil de manipulation selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de déplacement (6) comportent un actionneur linéaire (65) relié à la biellette (60) par un pivot libre (61) pour assurer le déplacement de la biellette (60).
6 - Appareil de manipulation selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la structure de support (3) comporte une poutre (30) sur laquelle l'arceau (4) est monté par le pivot libre, la poutre étant portée par une colonne porteuse (31) s'étendant selon l'axe vertical (z).
7 - Appareil de manipulation selon la revendication 6, caractérisé en ce que la colonne porteuse (31) est munie d'un chariot motorisé (33) coulissant le long de la colonne (31) et sur lequel la poutre (30) est montée permettant de déplacer l'arceau (4) selon l'axe vertical (z).
8 - Appareil de manipulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure porteuse (3) est montée autour d'un pivot d'axe vertical (81) autorisant la rotation de l'arceau (4) autour de l'axe vertical (z).
9 - Appareil de manipulation selon la revendication 8, caractérisé en ce que la structure de support (3) est montée sur un système de déplacement (36) selon la direction (x).
10 - Appareil de manipulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'arceau mobile (4) comporte une partie en arc de cercle prolongée ou non par une partie droite, l'arceau mobile (4) possédant une section droite transversale en I.
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