FR2541920A1 - Manipulateur a bras telescopique - Google Patents

Abstract

MANIPULATEUR A BRAS TELESCOPIQUE POUR PIECES TRAITEES, EN PARTICULIER DES PIECES MOULEES DANS UNE MACHINE DE MOULAGE. MANIPULATEUR COMPRENANT UN BRAS TUBULAIRE TELESCOPIQUE 15 QUI SE MET EN EXTENSION OU SE RETRACTE GRACE A UN CABLE 53 S'ENROULANT OU SE DEROULANT SUR UN TAMBOUR 51, ET UN ASSEMBLAGE 30 DESTINE A COOPERER AVEC DES PIECES TRAITEES ET QUI EST MONTE A PIVOTEMENT A L'EXTREMITE DU BRAS TELESCOPIQUE 15, CE DERNIER ETANT MONTE DANS UNE BOITE COULISSANTE 12 QUI SE DEPLACE VERS L'AVANT ET VERS L'ARRIERE POUR PERMETTRE L'ENTREE EN CONTACT DU BRAS AVEC UNE PIECE TRAITEE ET LE DEPLACEMENT DE CE BRAS VERS UN POSTE ULTERIEUR DE TRAVAIL, TEL QU'UNE COURROIE TRANSPORTEUSE, LE CABLE 53 ETANT CONSTITUE PAR UN TUBE CREUX QUI PERMET L'APPLICATION D'UN VIDE A TRAVERS LE BRAS TELESCOPIQUE 15 DANS DES VENTOUSES 31, 32 PREVUES A L'EXTREMITE DE CE BRAS.

Description

"Manipulateur à bras télescopique" La présente invention est relative,

d'une manière

générale, à la robotisation et à des manipulateurs de pièces traitées.

Elle se rapporte plus particulièrement à un manipulateur à éléments télescopiques, intéressant dans des applications o des limites d'espace excluent l'utilisation des manipulateurs traditionnels de robotisation, en particulier pour retirer des pièces moulées hors d'une machine de moulage et les placer à un poste de travail à l'écart de cette machine. On a proposé des appareils manipulateurs automatiques pour des opérations telles que le soudage, l'assemblage, l'enlèvement et la manipulation de pièces, ainsi que pour d'autres types de cycles de travail répétitifs Certains de ces manipulateurs sont programmables et permettent la réutilisation du manipulateur pour diverses opérations exigeant différentes séquences de mouvements à travers un espace

de travail variable.

Un type de système d'assemblage automatique, program-

mable, à axes multiples, a été illustré dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4 275 986 de Engelberger et col, ce brevet décrivant un manipulateur comportant six axes de mouvement pour permettre une grande flexibilité dans la succession des déplacements et des mises en place de la main du manipulateur Ce type de manipulateur, ainsi que de nombreux autres dispositifs similaires à bras articulé, sont

trop grands, trop coûteux et trop complexes pour certaines applications.

Pour de nombreuses opérations fondamentales de ramassage et de mise en place, l'utilisation d'une commande de position à puissance hydraulique ou à codeur de précision constitue tout simplement une

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technique trop importante.

A l'opposé parmi les dispositifs de manipulation de pièces, on peut citer un appareil tel que décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 3 947 208 de Broderick Ce dispositif trouve application dans les machines de moulage sous pression et autres et il comprend un bras extracteur monté sur un arbre de commande animé de mouvements de translation et de rotation et déplacé par l'ouverture

du moule Un mécanisme à came amène le bras à basculer dans l'espa-

ce compris entre les moitiés de moule et à saisir les pièces, pour ensuite rebasculer hors de la machine et libérer ces pièces Bien que ce dispositif soit relativement simple et peu coûteux, il s'agit d'un dispositif voué à un travail particulier, non reprogrammable et présentant en particulier l'inconvénient qu'il est incapable d'extraire une pièce, de réorienter celle-ci vers un autre plan et de la décharger

à un poste de travail écarté Les opérations de ce genre sont fréquem-

ment désirables pour retirer des pièces hors d'une machine de moulage et les placer sur une courroie transporteuse en vue d'un traitement ultérieur. Dans les usines de moulage par injection, les exigences du plan de l'installation imposent parfois que les machines de moulage soient placées relativement proches les unes des autres, ce qui limite ainsi l'espace disponible pour un manipulateur de pièces, destiné à assurer l'enlèvement des pièces moulées Il y a souvent un espace

insuffisant pour l'installation d'un manipulateur traditionnel de robotisa-

tion à axes multiples Même si des manipulateurs plus petits et plus légers, commandés électriquement et comportant des joints articulés sont actuellement couramment disponibles, des limitations d'espace exclueit parfois l'utilisation de ces mécanismes à joints articulés parce que l'entrée de la main du manipulateur dans le moule et la sortie de la pièce traitée imposent au bras articulé des positions difficiles

lorsque la main du manipulateur est guidée entre les tirants de la machi-

ne de moulage et dans la cavité existant entre les moitiés de moule.

Dans certaines applications, il peut être impossible d'appliquer un

manipulateur à bras articulé dont l'angle pourrait gêner d'autres méca-

nismes lorsque ce manipulateur prend ses diverses positions pour extrai-

re et enlever les pièces traitées.

Dans des applications o le facteur espace est de première importance, on a proposé des dispositifs à mât télescopique, tels qu'illustrés par le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 3 916 701 de Butler Ce brevet décrit un robot industriel capable de saisir, de manipuler et de déplacer des pièces et comprenant un assemblage à mât télescopique monté en vue de se déplacer autour de deux axes octogonaux, ainsi qu'un dispositif de préhension de pièces, monté sur l'extrémité la plus avant de l'assemblage à mât télescopique Le dispositif de préhension de pièces peut tourner autour d'un troisième axe qui est essentiellement parallèle à l'axe longitudinal de l'assemblage à mât télescopique Le dispositif de préhension suivant ce brevet

est amené à tourner autour de son axe grâce à un dispositif de comman-

de rotatif monté à l'intérieur de l'élément le plus avant du mât télesco-

pique et il comprend un dispositif actionné hydrauliquement pour la

conversion du mouvement linéaire en mouvement rotatif.

Un problème rencontré avec les manipulateurs suivant Butler et d'autres manipulateurs de l'art antérieur est qu'ils constituent fréquemment des machines importantes et lourdes conçues pour des programmes industriels exigeant la manipulation d'objets, imposant à ceux-ci des mouvements programmés précis Pour l'enlèvement de pièces moulées hors d'une machine de moulage par injection, il est rarement nécessaire de devoir disposerd'un mouvement de précision pour l'entrée en contact avec un objet se trouvant dans la machine de moulage et pour retirer cet objet et l'amener à un poste de -travail écarté, tel qu'une courroie transporteuse Il est en outre rarement nécessaire de devoir disposer de mécanismes de commande hydrauliques

de haute puissance, car les pièces moulées par injection sont normale-

ment petites et légères comparativement à des objets métalliques de dimensions comparables En outreune flexibilité dans la séquence

et l'étendue des mouvements constitue une caractéristique désirable.

Par conséquent, il existe un besoin de pouvoir disposer d'un manipulateur de pièces, qui soit simple, peu coûteux, léger et petit, présentant une flexibilité dans les mouvements et la séquence

des opérations et convenant pour l'extraction de pièces hors de machi-

nes de moulage Un tel manipulateur doit pouvoir pénétrer de façon satisfaisante dans l'espace compris entre les moitiés de moule, entrer en contact ou saisir les pièces moulées, retirer celles-ci et les déposer à un poste de travail écarté, telle qu'une courroie transporteuse ou

autre dispositif.

Les problèmes mentionnés ci-dessus et d'autres encore rencontrés avec les manipulateurs de pièces de l'art antérieur sont résolus grâce à la présente invention qui prévoit un manipulateur de pièces traitées, convenant spécialement bien pour l'entrée en contact avec des objets moulés se trouvant dans une machine de moulage et pour l'enlèvement de ces objets hors de cette machine en vue de les mettre en place en un endroit écarté D'une manière générale, la présente invention prévoit un bras extensible monté sur une partie formant base ou boîte coulissante et comprenant une série d'éléments tubulaires télescopiques coaxiaux, extensibles et rétractables le long d'un axe de symétrie longitudinal Ce bras est amené en extension et rétracté grâce à un câble ou un tube creux flexible qui peut être supporté intérieurement par un second tube creux flexible, de plus petit diamètre, présentant une résistance à la compression suffisante pour supporter le bras lorsque celui-ci est en pleine extension Le câble est logé à l'intérieur des éléments tubulaires du bras et supporte ces éléments, une extrémité de ce câble étant attachée à l'élément tubulaire le plus interne du bras, tandis que l'autre extrémité de ce câble s'enroule autour d'un tambour à câble Un moteur est prévu pour faire tourner le tambour dans un sens en vue du bobinage du câble assurant la rétraction du bras et pour faire tourner le tambour dans le sens opposé en vue du déroulement du câble et de l'extension

du bras Le manipulateur comprend en outre un assemblage de coopéra-

tion avec une ou des pièces traitées, cet assemblage étant destiné

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à entrer en contact avec une ou des pièces traitées ou un ou des objets moulés se trouvant dans une machine de moulage et à emporter

ces objets lorsque le bras se rétracte.

Dans la forme de réalisation préférée, les éléments tubulaires du bras ont des sections transversales rectangulaires, ce qui élimine ainsi la nécessité de mécanismes empêchant une rotation relative entre les éléments de bras, ce qui serait évidemment nécessaire dans le cas d'éléments cylindriques Néanmoins, si une rotation du bras est désirée pour une application particulière, l'invention peut

être mise en pratique en prévoyant des éléments de bras cylindriques.

De façon plus particulière, la présente invention pré-

voit un joint articulé rotatif attaché à l'extrémité supérieure du bras et pouvant pivoter autour d'un axe de symétrie qui est perpendiculaire

à l'axe de symétrie longitudinal de ce bras L'assemblage de coopéra-

tion avec les pièces traitées est monté sur le joint articulé rotatif et se déplace avec lui pour entrer en contact avec l'objet moulé se trouvant dans un moule et pour pivoter ensuite en vue de décharger l'objet Dans la forme de réalisation préférée, la pièce ou l'obhet traité reçoit le contact d'une ou plusieurs ventouses reliées à une source de vide qui peut être commandée sélectivement pour appliquer un vide à la ou aux ventouses en vue de l'entrée en contact avec les objets et de l'enlèvement de ceux-ci, et pour libérer ce vide en vue

de la décharge des objets.

La forme de réalisation préférée comprend en outre

un assemblage formant chariot, destiné à supporter la base du manipu-

lateur et qui est mobile entre une première position et une seconde position écartée de la première Un dispositif de commande, à savoir un cylindre pneumatique dans la forme de réalisation décrite, est prévu pour déplacer la base entre la première position et la seconde position réglable au choix Le chariot comprend en outre au moins

une barre ou tige de guidage sur laquelle la base est montée à l'inter-

vention de manchons de support, et ce en vue du guidage de cette

base de façon uniforme entre la première et la seconde position.

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Dans la forme de réalisation préférée, le câble qui assure l'extension et la rétraction du bras est constitué par un long tube en Nylon creux, semirigide, tout en étant flexible, supporté par un tube en Nylon similaire mais de plus petit diamètre, monté coaxialement à l'intérieur du plus grand tube L'assemblage de coopéra- tion avec les pièces traitées, prévu à l'extrémité du bras, comprend

un connecteur de fluide auquel l'un des tubes creux en Nylon est relié.

L'extrémité enroulée du tube en Nylon est attachée à un second connec-

teur de fluide prévu sur le moyeu du tambour Un passage est prévu dans l'arbre du tambour et permet la liaison d'une source de fluide, telle qu'une pression d'air ou un vide, au connecteur de fluide du

tambour, au câble et au connecteur de fluide de l'assemblage de coopé-

ration avec les pièces travaillées De la sorte, un vide peut être créé de façon appropriée dans les connecteurs de fluide et le câble, et

de ce fait aux ventouses.

En utilisant un câble creux pour créer une poussée

et une traction sur le bras, ainsi que pour appliquer un vide à l'assembla-

ge de coopération avec les pièces traitées, la présente invention facilite l'utilisation d'éléments de bras de section rectangulaire et élimine

la nécessité de joints étanches aux fluides entre ces éléments de bras.

L'invention apporte ainsi des avantages significatifs en ce qui concerne

la sûreté de fonctionnement et l'économie.

La forme de réalisation préférée de la présente inven-

tion comprend en outre un appareil régulateur ou mécanisme séquentiel, sensible aux cycles de la machine de moulage pour commander la séquence des mouvements des divers éléments du manipulateur De façon plus particulière, l'appareil régulateur est sensible à l'ouverture du moule pour fournir un signal d'extraction qui amène les éléments du bras à se mettre en extension pour introduire ce bras dans la cavité existant entre les moitiés de moule Ensuite, l'appareil régulateur provoque le déplacement du chariot vers l'avant, en plaçant ainsi les ventouses sur les objets à retirer, et il commande la source de

vide pour que les ventouses s'accrochent positivement sur les objets.

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Le chariot se retire ensuite et le bras se rétracte en emportant les objets. Lorsque le bras a été complètement rétracté ou lorsqu' il a atteint un niveau désiré de rétraction, le chariot peut à nouveau être déplacé vers l'avant afin d'amener le ou les objets pris par le bras à un autre poste de travail Dans la forme de réalisation préférée,

l'assemblage à chariot se déplace vers l'avant en direction d'une cour-

roie transporteuse Lorsque le chariot a atteint le degré désiré de déplacement vers la courroie transporteuse, le joint articulé rotatif pivote, ce qui permet à l'assemblage de coopération avec les pièces traitées de pivoter vers le bas en direction d'une position horizontale, le vide étant ensuite libéré pour décharger ainsi le ou les objets sur

la courroie transporteuse.

De la sorte, le procédé de la présente invention ainsi ?mis en pratique suivant la forme de réalisation préférée comprend les opérations essentielles suivantes: le déclenchement d'un cycle du manipulateur à un stade prédéterminé du cycle opératoire d'une machine de production d'objets, telle qu'une machine de moulage par injection, l'extension du bras de manipulateur télescopique portant un assemblage de coopération avec les pièces traitées, jusque dans

l'espace compris entre les moitiés de moule après l'ouverture de celui-

ci, le déplacement de l'assemblage de coopération avec les pièces traitées pour l'amener en contact avec les objets se trouvant dans le moule, l'enlèvement de ces objets hors du moule, la rétraction du bras et des objets depuis l'espace compris entre les moitiés de moule avant la fermeture de celui-ci pour un nouveau cycle de travail, le déplacement du bras de manipulateur et des objets que porte celui-ci vers l'avant en direction d'un poste de travail, le pivotement de l'assemblage de coopération avec les pièces traitées vers l'avant

en direction du poste de travail>et la libération des objets.

Un but de la présente invention est en conséquence de prévoir un procédé amélioré pour l'enlèvement d'objets hors d'une

machine de moulage.

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Un autre but de la présente invention est de prévoir un manipulateur amélioré de pièces traitées, comprenant une série d'éléments tubulaires télescopiques qui peuvent se mettre en extension pour entrer en contact avec un objet se trouvant dans un espace limité et pouvant ensuite se rétracter en emportant l'objet à l'écart de cet espace. Un autre but de la présente invention est de prévoir un manipulateur télescopique de pièces traitées, qui soit de faible poids, compact et n'exigeant pas de dispositifs codeurs de position ou de dispositifs de commande électriques de précision ou hydrauliques,

complexes et coûteux.

Un autre but encore de la présente invention est de prévoir un manipulateur télescopique amélioré de pièces traitées, comprenant un bras qui est amené à se mettre en extension grâce au déroulement d'un câble semi-rigide flexible depuis un tambour, et qui est amené à se rétracter par l'enroulement de ce câble sur

ce tambour.

Un but supplémentaire de la présente invention est de prévoir un manipulateur télescopique amélioré de pièces traitées

dont le bras se rétracte et se met en extension grâce à un câble capa-

ble aussi de permettre le passage d'un fluide depuis la base du bras de manipulateur vers l'extrémité de ce bras, qui est destinée à entrer

en contact avec des pièces traitées.

Ces buts, caractéristiques et avantages de la présente

invention, et d'autres encore, apparaîtront plus clairement de la descrip-

tion détaillée suivante d'une forme de réalisation préférée, cette descrip-

tion étant donnée avec référence aux dessins non limitatifs annexés.

Là Figure l est une vue en perspective et avec brisures de la forme de réalisation préférée du manipulateur télescopique suivant

la présente invention.

La Figure 2 est une vue en plan et en coupe partielle,

prise suivant les lignes 2-2 de la Figure l.

La Figure 3 est une vue latérale partielle de l'assembla-

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ge de coopération avec les pièces traitées, comportant le joint articulé rotatif et les ventouses, cette vue étant prise suivant les lignes 3-3

de la Figure l.

La Figure 4 est une vue latérale partielle, en coupe) prise suivant les lignes 4-4 de la Figure 2. La Figure 5 est une vue fragmentaire du tambour

à câble, cette vue étant prise suivant les lignes 5-5 de la Figure 2.

La Figure 6 est une vue latérale d'une variante d'un assemblage de coopération avec les pièces traitées, du type à quatre

1 o ventouses et à déplacement de cisaillement.

La Figure 7 est une vue arrière de l'assemblage de

la Figure 6.

La Figure 8 est une représentation schématique de l'appareil régulateur de la séquence de mouvements, que l'on utilise

dans la forme de réalisation préférée.

Les Figures 9 A à 9 F illustrent les étapes de la forme de réalisation préférée dans l'enlèvement d'un objet hors

d'un moule et sa mise en place sur une courroie transporteuse.

La Figure 10 est une vue en élévation partielle d'une variante d'assemblage de coopération avec les pièces traitées, du type

à quatre ventouses.

La Figure l l montre la mise en place d'objets sur une courroie transporteuse double grâce à -un manipulateur comportant

l'assemblage à quatre ventouses de la Figure 10.

Si on se reporte aux dessins, sur lesquels les mêmes numéros de référence désignent des pièces identiques ou similaires, la Figure l présente une forme de réalisation préférée d'un manipulateur 10 à éléments télescopiques, construit suivant la présente invention Ce manipulateur 10 comprend une partie inférieure ou boîte coulissante 12, dont une partie a été découpée sur la Figure 1 pour montrer les éléments qu'elle contient La plaque inférieure 13 de la boîte coulissante 12 repose sur un plateau de base 14 et glisse en travers de celui-ci à l'intervention d'un ensemble formant chariot

que l'on décrira par la suite.

Un bras télescopique 15, extensible et rétractable, comprenant une série de sections ou éléments télescopiques coaxiaux tubulaires 20, 21, 22, 23 est attaché à la plaque inférieure 13 de la botte coulissante 12 grâce à des potences 25 Etàune tige 26 qui traverse la base de la section inférieure 20 du bras télescopique Ce bras s'étend vers le haut et à l'écart de la boîte coulissante 12 suivant un angle faible Chacune des sections 20-23 est de préférence en aluminium, de même d'ailleurs que la boîte coulissante 12, pour des raisons de poids Des manchons de guidage 27, 28 (voir la Fiugre 4) en Teflon ou matière à faible friction similaire sont fixés par des vis ou d'autres moyens à l'extrémité supérieure de chacune des sections télescopiques pour faciliter le mouvement de glissement et servir d'arrêt à l'extension en bloquant la course d'un rebord fixé à la base de la section suivante Un rebord 29 pour la section 21 est illustré

sur la Figure 4.

Si on se reporte à nouveau à la Figure 1, on peut y voir un assemblage 30 de coopération avec des pièces traitées, qui est monté à l'extrémité de la section de bras supérieure 23 Cet assemblage de coopération comprend une paire de ventouses 31, 32 qui sont attachées aux extrémités opposées d'une longue barre de montage horizontale 33 Celle-ci est montée sur une paire d'étançons parallèles et verticaux 34, 35 Ces étançons parallèles 34, 35 sont montés de manière à pouvoir pivoter autour d'un bloc de montage 36 grâce à un arbre 37 qui traverse ces deux étançons 34, 35 et ce bloc de montage 36 Celui-ci est fixé à la section supérieure 23 du

bras par des boulons ou d'autres moyens.

Un cylindre pneumatique à double effet PNI, actionné grâce à un gaz fourni sélectivement par des conduits 24, 24 a, amène l'assemblage de coopération 30 à pivoter autour d'un axe de symétrie

défini par l'arbre 37, grâce à une crémaillère 40 et à un pignon 41.

On comprendra que, de la sorte, les étançons 34, 35 et le bloc de montage 36 forment un joint articul é rotatif perpendiculairement 1 l

à l'axe de symétrie longitudinal du bras, avec une possibilité de pivote-

ment entre une première position, essentiellement verticale, et une

seconde position, essentiellement horizontale On comprendra égale-

ment que des moyens de réglage de position, tels qu'un servomécanis-

me et des codeurs, peuvent être utilisés à l'extrémité du bras, si les

applications envisagées exigent une maîtrise absolue de la position.

L'assemblage de coopération avec les pièces traitées est de dimensions telles, dans la forme de réalisation préférée,

qu'il s'adapte entre des tirants 44, 45 d'une machine de moulage 46.

Un commutateur de fin de course L 51 est actionné par l'ouverture du moule de la machine 46 et fournit un signal qui est utilisé, dans le cas de la forme de réalisation préférée, pour déclencher l'extension du bras 15 et assurer l'enlèvement des objets moulés hors de la machine de moulage grâce aux ventouses 31 32 de l'assemblage de coopération

30.

Si on se réfère toujours à la Figure 1, le bras télesco-

pique 15 est étendu et rétracté grâce à un assemblage d'extension et de rétraction 50 Cet assemblage 50 comprend un tambour à câble 51 qui est logé dans un carter 52 Celui-ci est monté sur la plaque

inférieure 13 de la boîte coulissante 12 grâce à des boulons, des soudu-

res, etc Le tambour 51 est rainuré hélico Mdalement pour permettre le bobinage d'un câble 53 qui provoque l'extension et la rétraction du bras 15 Dans la forme de réalisation préférée, le câble 53 est constitué d'un tube extérieur creux 47 et d'un tube intérieur coaxial 48 (Figure 3), permettant une circulation de fluide entre l'assemblage

de coopération 30 et le tambour à câble 51.

Une extrémité du câble 53 est attachée à un coude à queues 49, qui est attaché à son tour à un raccord pour fluide 54 monté sur la surface extérieure du moyeu 55 du tambour 51 Le câble 53 sort par une ouverture 101 (montrée sur les Figures 2, 4, et 5) du carter 52 pour ensuite pénétrer dans les sections télescopiques 20-23 du bras Le câble est logé dans ces sections télescopiques et se termine

au bloc de montage 36 Le tube interne 48 du câble 53 est en communica-

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tion avec un tuyau flexible 42 s'étendant du bloc de montage 36 jusqu'à la barre 33 La barre 33 est creuse en formant des passages pour fluide qui sont en communication avec les ventouses 31, 32 et le tuyau flexible 42 L'arbre 56 qui supporte le tambour à câble 51 à l'intérieur du carter 52 comprend un passage interne permettant une communica- tion de fluide entre le coude 49, le raccord 54 et le moyeu 55 Un raccord pour fluide 57 est prévu à l'extrémité de l'arbre 56 et permet une mise en communication avec une source de vide par un tuyau flexible 58 De la sorte, un vide peut être appliqué aux ventouses

31, 32 par le tube interne 48 du câble.

L'angle du bras 15 est réglable grâce à une tige 63 s'étendant entre un support 64 monté sur le carter 52 et une manille

d'assemblage 62 fixée sur le bras 15 Comme on le décrira plus complè-

tement par la suite, la tige 63 peut être étendue ou rétractée pour

amener le bras 15 autour de la tige 26.

Un moteur électrique MI fournit l'énergie nécessaire à l'extension et à la rétraction du bras Le moteur M 1 est monté sur un réducteur 70 qui réduit la vitesse de ce moteur M 1 afin d'arriver à une vitesse d'extension et à un couple appropriés pour la commande du tambour à câble 51 Le réducteur 70 et le moteur Ml sont montés

sur la plaque inférieure 13 de la boîte coulissante 12 grâce à des bou-

lons, des soudures, etc Un joint universel 72 comportant des goupilles de cisaillement relient, pour le fonctionnement, l'arbre de sortie du

réducteur 70 à l'arbre 56 du tambour à câble Cet arbre 56 est suppor-

té à rotation dans le carter 52 par des coussinets 73, 74.

Comme on l'a mentionné précédemment, la plaque inférieure 13 de la boîte coulissante 12 se déplace en travers du plateau de base 14 grâce à un assemblage formant chariot 75 Cet assemblage

comprend un cylindre pneumatique à double effet PN 2 monté de maniè-

re à pouvoir déplacer la boîte coulissante 12 le long du plateau de base Comme on peut le voir particulièrement bien sur la Figure 2, la tige de commande 80 du cylindre pneumatique PN 2 est fixée par un boulon ou autre moyen à un support 81 qui est à son tour fixé au plateau de base 14 Le logement extérieur du cylindre PN 2 est relié à une monture 82 qui est fixée rigidement à une paroi latérale ou à la plaque de base 13 de la boîte coulissante 12 Deux tiges de

guidage 83, 83 ', parallèles au cylindre PN 2 et montées à chaque extrémi-

té par des supports 84, 85, 84 ', 85 ', sur le plateau de base 14 assurent que la boîte coulissante 12 se déplace en ligne droite en travers de ce plateau de base Chaque tige de guidage 83, 83 ' est montée à glissement dans des manchons 86, 87, 86 ', 87 ', réalisés en une matière polymère ou résine synthétique du type Teflon ou encore en une autre matière appropriée à faible friction, ces manchons étant montés sur

la boîte coulissante 12 On comprendra que, dans la forme de réalisa-

tion préférée, la boîte coulissante peut ainsi se déplacer entre une

position avant et une position arrière ou jusqu'à toute position intermé-

diaire choisie.

Si on se reporte à nouveau à la Figure 3, on peut voir que l'extrémité supérieure du câble 53 s'étend à travers la section télescopique supérieure 23 Le tube externe 47 se termine au bloc de montage 36 et est fixé à celui-ci, en aboutissant au passage 92 formé dans ce bloc Un connecteur 91 prévu au-dessus du bloc de montage 36 assure la liaison avec le tuyau flexible 42 qui est à son tour connecté à la barre 33 La connexion du câble 53 au bloc de

montage 36 supporte la poussée et la traction du câble 53 pour l'exten-

sion et la rétraction du bras 15 Les connexions du tube interne 48 et du tuyau flexible 42 sont étanches aux fluides pour entretenir un

vide à la ventouse 32 (et à la ventouse 31).

L'arbre 37 s'étend latéralement à travers un second passage existant dans le bloc de montage 36, les extrémités de cet arbre étant fixées auxétançons 35 (et 34) et étant supportées à rotation par des paliers à rouleaux fixés aux extrémités de la boîte de montage 36 Le pignon 41 est fixé sur l'arbre 37 pour pouvoir tourner avec lui Le cylindre pneumatique PNI est fixé à l'écart de la section de bras 23 parallèlement à celle-ci, grâce à une console

93 voisine de la boite de montage 36.

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La crémaillère 40 est fixée à la tige de commande 98 du cylindre pneumatique PN 1 Les dents de cette crémaillère 40

engrènent avec le pignon 41 La Figure 3 montre qu'en faisant fonction-

ner le cylindre pneumatique PN 1 pour rétracter la tige 98, comme on le montre par une flèche 94, l'assemblage de coopération avec les pièces traitées 30 tourne dans le sens figuré par la flèche 95 vers la nouvelle position illustrée en 30 ', c'est-à-dire la position o cet

assemblage est prêt à décharger une pièce traitée.

Si on se reporte à la Figure 2, on peut voir que te

câble 53 sortant de l'extrémité inférieure du bras est guidé vers l'inté-

rieur du carter 52 pour s'enrouler autour du tambour à câble 51.

Une ouverture 101 est prévue dans le carter 52 pour recevoir le câble 53 et le guider sur le tambour Cette ouverture 101 est élargie en direction latérale pour correspondre à la largeur totale des rainures hélicoïdales du tambour 51 On comprendra, que le jeu existant entre les bords du tambour à câble 51 et le carter 52 est relativement faibe de manière à retenir le câble dans les rainures et à assurer un contaârt

de frottement entre ce câble et son tambour afin de réduire au min i-

mum le risque de glissement lorsque le tambour débobine le câÉe

pour étendre le bras et enroule le câble pour rétracter celui-ci.

Les Figures 4 et 5 sont des vues en coupe transversae

qui illustrent plus clairement certains aspects de la présente inventioe.

A titre d'exemple, on peut y voir plus clairement le passage du câl e 53 à travers l'ouverture 101 pour aboutir dans le bras 15 De pias, on peut voir également que l'extrémité du câble 53 est amenéee coude 49 prévu sur le raccord 54 monté sur le moyeu 55 du tambsew 51 On a représenté le moyeu 55 comme, comportant un passage radi 102 qui s'ouvre dans un passage radial correspondant de l'arbre 6 pour se raccorder de la sorte au passage axial 103 existant dans St arbre 56 Des joints toriques 104 assurent l'étanchéité de la jonciz M entre l'arbre 56 et le tambour 51 On comprendra également qu' re source de vide ou une autre alimentation de fluide, reliée au tuu flexible 58, communique avec le câble 53 par le raccord 57, le passze

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axial 103, le passage radial 102, le raccord 54 et le coude 49.

Comme on peut le voir particulièrement bien sur

la Figure 4, la tige 63 comporte une extrémité arrière filetée, traver-

sant la paroi arrière de la voie coulissante 12 Un bouton de commande 97 est vissé sur la tige 63 de sorte qu'une rotation de ce bouton modifie

l'angle du bras 15.

Sur les Figures 6 et 7, on a illustré une variante d'assemblage 30 a pour la coopération avec les pièces traitées, cet assemblage comprenant quatre ventouses 112 montées suivant une disposition en forme de croix et destinées à entrer en contact avec quatre pièces traitées 113 Une barre de montage verticale 120 et une barre de montage horizontale 121 sont montées en croix et à pivotement grâce à un axe 122 monté dans un logement 123, et ce en vue d'un mouvement de cisaillement Un cylindre pneumatique PN 3 est attaché à la barre de montage verticale 120 et relié pour le fonctionnement à la barre horizontale 121 Lorsqu'on actionne le cylindre pneumatique PN 3, la barre de montage horizontale 121

pivote ou exécute un mouvement de cisaillement vers la position illus-

trée en 121 '.

Les ventouses 112 portées par la barre de montage horizontale 121 sont attachées à pivotement à l'intervention de moyeux

124 et d'une courroie 125 de sorte que, lors du mouvement de cisaille-

ment, les objets avec lesquels les ventouses sont en contact conservent une orientation suivant laquelle leurs côtés restent parallèles entre eux On comprendra que la combinaison du mouvement de cisaillement de la barre de montage horizontale 121 et du pivotement des pièces

traitées supportées par les ventouses sur la barre de montage horizonta-

le permet de s'écarter des tirants 44, 45 de la machine de moulage

lorsque l'assemblage 30 a se déplace dans le sens de la flèche 126.

On comprendra qu'un tel agencement permet l'enlèvement hors du

moule de quatre pièces traitées qui pourraient sinon exiger deux opéra-

tions distinctes d'enlèvement Par conséquent, l'assemblage de coopéra-

tion avec les pièces traitées 30 a, illustré par la Figure 6, permet J l'utilisation d'une plus grande partie de l'espace entre les tirants d'une machine de moulage pour la mise en place de moules Des moules peuvent être diposés directement au-dessus des tirants et les objets moulés peuvent être manipulés pour éviter ces tirants lors de leur enlèvement hors du moule De plus, l'assemblage de coopération 30 a peut être adapté à une manipulation d'un nombre requis quelconque

de pièces traitées.

Dans certains systèmes d'enlèvement d'objets moulés suivant l'art antérieur, l'espace vertical existant au-dessus de tirants, tels que 44 et 45, est inutilisable pour un enlèvement par chute sous l'effet de la pesanteur et il faut des manipulateurs d'un plus grand degré de liberté (et en conséquence plus complexes et plus coûteux) afin de manoeuvrer les objets moulés immédiatement au-dessus des

tirants, pour les amener hors du chemin de ceux-ci en vue de l'enlève-

ment de ces articles hors de l'espace compris entre les moitiés de moule La forme de réalisation de l'assemblage de coopération 30 a, illustrée par le Figure 6, prévoit par conséquent un appareil non coûteux tout en étant efficace pour enlever des objets moulés depuis l'espace

situé au-dessus des tirants.

La Figure 10 illustre une seconde variante d'assemblage

de coopération avec des pièces traitées 30 b, qui est semblable à l'assem-

blage 30 de la Figure 1 mais comporte quatre ventouses Des étançons 34 a et 35 a s'étendent vers le haut et vers le bas depuis une boîte de montage 36 De courtes barres creuses 154, 155 supportent des ventouses 112 au voisinage des extrémités inférieures des étançons 34 a et 35 a Un connecteur à trois voies pour fluide, prévu au-dessus de la boîte de montage 36, répartit un vide vers les barres 33, 154, 152 et de là vers les ventouses 112 Le pivotement de l'assemblage a est réalisé de la même manière que précédemment en utilisant

un cylindre pneumatique et un agencement à crémaillère et pignon.

La Figure S illustre, sous forme schématique, le systè-

me de commande ou mécanisme séquentiel utilisé dans la forme de réalisation préférée Bien que le commutateur de fin de course LSI fournisse un signal d'extraction lors de l'ouverture des moitiés de moule et que le commutateur de fin de course L 52 signale que le

bras 15 est en position totalement rétractée dans la forme de réalisa-

tion préférée, on comprendra que les signaux d'extraction et de rétrac-

tion peuvent être obtenus suivant divers autres moyens au départ des dispositifs de commande de l'installation de moulage Que l'on utilise des signaux de commutateurs de fin de course ou d'autres signaux obtenus des dispositifs de commande de l'installation de moulage, ces signaux sont fournis à un appareil régulateur 150 qui comprend des circuits logiques numériques, un circuit logique à relais, des relais -temporisés, un circuit logique de commande pneumatique ou d'autres dispositifs similaires connus des spécialistes L'appareil régulateur fournit des signaux sur les lignes 131 en vue de la commande des divers moteurs et dispositifs d'actionnement utilisés dans la forme

de réalisation préférée.

L'appareil régulateur 130 est sensible au signal d'extrac-

tion pour la commande du moteur MI en vue de l'entraînement du tambour à câble et de l'extension du bras dans l'espace compris entre les moitiés de moule après un retard approprié afin d'assurer que le moule a été totalement ouvert avant que l'assemblage de coopération avec les pièces traitées entre dans l'espace compris entre ces moitiés de moule La longueur d'extension du bras 15 est réglée dans la forme de réalisation préférée grâce à des moyens tels qu'un compteur ou un dispositif à minuterie, prévu dans l'appareil régulateur 130 et qui fait fonctionner le moteur MI pendant une période de temps suffisante pour permettre à l'assemblage de coopération 30 d'atteindre la hauteur désirée Les spécialistes en ce domaine sauront comment régler une minuterie pour l'ajustement de l'extension de longueur du bras Ces

spécialistes comprendront également qu'une commande à servomécanis-

me peut être prévue pour le moteur Ml, en même temps que des dispositifs codeurs attachés à l'arbre du tambour à câble ou en d'autres

points appropriés de l'appareil en vue d'une régulation automatique.

de manière que l'on puisse atteindre une maîtrise de position absolue

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pour l'extension de longueur On peut par conséquent envisager, suivant la présente invention, de remplacer les dispositifs temporisés prévus ici par un servomécanisme de régulation automatique de position absolue

pour le réglage de la longueur d'extension.

L'appareil régulateur 130 fournit également des signaux

de commande sur les lignes 131 pour actionner l'assemblage de coopéra-

tion avec les pièces traitées 30 et pour l'assemblage à chariot de la boîte coulissante Dans la forme de réalisation préférée, les moyens d'actionnement susdits sont commandés par des soupapes à solénoïde, qui règlent l'alimentation d'air sous pression aux cylindres pneumatiques PN 1 et PN 2 Un signal de commande actionne la bobine CI d'une première soupape à solénoïde VI qui connecte l'air de l'alimentation d'air 132 au cylindre pneumatique PNI Une soupape de retenue CVI décharge l'air de la soupape VI et du cylindre PN 1 de la manière

traditionnelle.

La bobine C 2 de la soupape à solénoïde V 2 commande l'alimentation d'air vers le cylindre pneumatique PN 2 qui provoque le déplacement de la boîte coulissante vers l'avant et vers l'arrière sur le plateau de base La soupape de retenue CV 2 décharge la pression

d'air de la soupape V 2 et du cylindre pneumatique PN 2.

La bobine C 3 de la soupape à solénoïde V 3 commande l'action du vide depuis une source de vide 133 vers les ventouses 31, 32. L'appareil régulateur 130 fournit également un signal

pour la rétraction du brassur la ligne 135 vers le dispositif de comman-

de de la machine de moulage, ce signal servant de signal de sécurité pour assurer que le moule ne se ferme pas en vue d'un nouveau cycle

de moulage avant que le bras ait été écarté de la machine de moulage.

Le fonctionnement pour atteindre les buts de la présen-

te invention dans le cas de la forme de réalisation préférée est expliqué avec référence à la Figure 9 (Figures 9 A et 9 B) Dans la phase A l'ouverture de la machine de moulage 46 actionne le commutateur de fin de course LSI en fournissant un signal d'extraction à l'appareil régulateur 130 pour amorcer une opération d'enlèvement Cette phase A montre en particulier la fin de la dernière étape de l'opération

au cours de laquelle l'objet moulé 5 est déposé sur une courroie transpor-

* teuse 6 tandis que l'assemblage de coopération 30 retourne à sa position première ou position essentiellement verticale. Dans la phase B, le bras 15 s'étend jusqu'à ce que l'assemblage de coopération 30 pénètre dans l'espace compris entre les moitiés de moule 140, 141 et que la ventouse 31 soit amenée en

place au voisinage d'un objet moulé 5 contenu dans le moule.

Dans la phase C, le cylindre pneumatique PN 2 est actionné, ce qui entraîne la boîte coulissante 12 vers l'avant et amène la ventouse 31 à entrer en contact avec l'objet moulé 5 Dans certaines applications, le déplacement d'avancement de la botte coulissante peut accompagner l'extension du bras, pourvu que les obstacles soient

évités et qu'un contact approprié soit réalisé avec l'objet moulé.

Lorsque la ventouse est entrée en contact avec l'objet, un vide est

créé pour que l'objet moulé adhère à cette ventouse.

Dans la phase D, avant la fermeture du moule, le bras 15 se rétracte en emportant l'objet moulé 5 et en s'écartant du tirant 45 de la machine de moulage 46 Dès que l'objet moulé a été écarté du tirant 45, la machine de moulage peut recommencer un nouveau cycle Le signal de rétraction du bras peut alors être fourni par l'appareil régulateur 130 afin de signaler à la machine de

moulage qu'un nouveau cycle peut être amorcé Dans la phase D égale-

ment, la boîte coulissante 12 est représentée comme étant rétractée de sa seconde position ou position avant vers la première position ou position arrière On comprendra que, dans certaines applications,

la rétraction du bras 15 et le mouvement de retour de la boîte coulissan-

te 12 peuvent se réaliser simultanément, pourvu que l'assemblage de coopération avec les pièces traitées 30 et les objets quelconques que porte cet assemblage soient écartés des pièces de la machine

de moulage.

Dans la phase E, la machine de moulage s'est fermée pour commencer un nouveau cycle de moulage Le bras 15 atteint

sa position pleinement rétractée et le mouvement pivotant de l'assem-

blage de coopération 30 peut commencer en vue de la libération de

l'objet moulé 5 sur la courroie transporteuse 6.

Dans la phase F, la boîte coulissante 12 se déplace à nouveau de sa position arrière vers sa position avant pour libérer l'objet 5 sur la courroie transporteuse 6 Il doit être entendu que le pivotement de l'assemblage de coopération 30 et le mouvement de la boîte coulissante 12 vers la courroie transporteuse 6 peuvent s'effectuer simultanément, pourvu que l'objet moulé soit déposé de

manière satisfaisante sur la courroie transporteuse Après que l'assem-

blage de coopération 30 a pivoté et a placé l'objet moulé sur la courroie transporteuse 6, le vide peut être libéré et l'assemblage de coopération peut être amené à pivoter pour se redresser comme illustré par la phase A, de sorte que le manipulateur est ainsi prêt à l'ouverture

du moule pour un nouveau cycle.

La variante d'assemblage de coopération 30 b, illustrée par la Figure 10, est particulièrement adaptée à un fonctionnement

en même temps qu'une courroie transporteuse double A titre d'illustra-

tion, la Figure Il montre la phase finale de l'opération au cours d'une séquence semblable à celle illustrée par la Figure 9 Les courroies 6 a, 6 b sont parallèles et écartées en se situant de part et d'autre du bras 15 Lorsque le bras 15-se rétracte, les pièces traitées 5 sont

déchargées simultanément sur les deux courroies 6 a et 6 b.

Il sera entendu que l'invention n'est pas limitée aux

formes de réalisation décrites car de nombreuses variantes et modifica-

tions peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre du pré-

sent brevet.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1 Manipulateur de pièces traitées, caractérisé en ce qu'il comprend: une partie formant base'; un bras extensible monté,

par une extrémité, sur la base susdite et comprenant une série d'élé-

ments tubulaires télescopiques, extensibles et rétractables le long d'un axe de symétrie longitudinal; un système de câble logé dans

ces éléments télescopiques et dont une extrémité est attachée à l'élé-

ment le plus interne de la série; un tambour à câble pour assurer le bobinage de l'autre extrémité -de ce système de câble; un dispositif d'entraînement du tambour pour la mise en rotation de celui-ci dans un sens en vue du bobinage du système de câble et dans le sens inverse pour le débobinage de celui-ci, le bras susdit se mettant en extension lorsque le système de câble se déroule et se rétractant lorsque ce système s'enroule; et un dispositif de coopération avec les pièces traitées, monté à l'extrémité supérieure du bras pour entrer en contact

avec une ou des pièces traitées.

2 Manipulateur suivant la revendication 1, caractérisé

en ce que le système de câble assure une poussée sur l'élément tubulai-

re le plus interne en vue de mettre le bras en extension, et assure une traction sur cet élément interne pour provoquer la rétraction

de ce bras.

3 Manipulateur suivant l'une ou l'autre des revendica-

tions l et 2, caractérisé en ce que le système de câble comprend un long tube semi-rigide creux, ayant une résistance suffisante à la compression pour supporter le bras susdit, le dispositif de coopération avec les pièces traitées, et la ou les pièces traitées qui sont en contact

avec ce dernier dispositif, lorsque le bras est en pleine extension.

4 Manipulateur suivant l'une quelconque des revendica-

tions l à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un premier dispositif connecteur de fluide, attaché au dispositif de coopération avec les pièces traitées et qui est en communication pour la transmission d'un

fluide avec une extrémité du tube susdit, un second dispositif connec-

teur de fluide, attaché au tambour à câble et qui est en communication

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pour la transmission de fluide avec l'autre extrémité de ce tube, et un dispositif de commande de fluide, connecté au tambour à câble pour assurer une circulation de fluide à travers ce second dispositif connecteur, le tube susdit et le premier dispositif connecteur vers le dispositif de coopération avec les pièces traitées. Manipulateur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de commande de fluide comprend une source de vide, le dispositif de coopération avec les pièces traitées comprend au moins une ventouse destinée à entrer en contact avec la surface

d'une pièce traitée et la source de vide peut être commandée sélective-

ment pour créer un vide dans la ventouse en vue de l'entréeen contact de celle-ci avec la pièce traitée et de l'enlèvement de cette dernière,

ou pour libérer le vide en vue de la décharge de la pièce traitée.

6 Manipulateur suivant l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un joint articulé rotatif, attaché à l'extrémité supérieure du bras et pouvant tourner autour d'un axe de symétrie perpendiculaire à l'axe de symétrie longitudinal de ce bras, et un premier dispositif de commande pour provoquer le pivotement du dispositif de coopération avec les pièces traitées et du joint articulé rotatif susdit, le dispositif de coopération avec les pièces traitées étant monté sur le joint articulé rotatif et mobile avec celui- ci pour entrer en contact avec une pièce travaillée, dans

un premier plan, et pour décharger cette pièce dans un second plan.

7 Manipulateur suivant la revendication 6, caractérisé

en ce que le premier dispositif de commande susdit comprend un cylin-

dre pneumatique et un système à crémaillère et pignon relié à ce cylindre pneumatique pour provoquer le pivotement du joint articulé

rotatif et du dispositif de coopération avec les pièces traitées.

8 Manipulateur suivant l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif à chariot destiné à supporter la partie formant base, celle-ci pouvant prendre une première et une seconde position écartée de la première, et un second dispositif de commande pour provoquer le déplacement de cette

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partie formant base de la première vers la seconde position.

9 Manipulateur suivant la revendication 8, caractérisé

en ce que le dispositif à chariot comprend au moins une barre de guida-

ge, la partie formant base est montée sur cette barre de guidage à l'intervention de manchons de support, et le second dispositif de commande comprend un cylindre pneumatique monté en vue d'assurer

le déplacement de la partie formant base entre la première et la secon-

de position.

Manipulateur suivant l'une quelconque des revendica-

tions l à 9, caractérisé en ce qu'il comprend un mécanisme séquentiel sensible aux cycles d'une machine de moulage en vue de fournir un signal d'extraction à un moment prédéterminé durant un -cycle de la machine de moulage, et des moyens de commande sensibles à ce signal d'extraction pour fournir un signal d'extension du bras à un

premier moment prédéterminé durant un cycle de la machine de moula-

ge et un signal de rétraction du bras à un second moment prédéterminé durant ce cycle, le dispositif de commande du tambour étant sensible à ce signal d'extension du bras en vue de provoquer l'extension de celui-ci et son entrée en contact avec une pièce traitée, et étant ensuite

sensible au signal de rétraction du bras en vue de provoquer la rétrac-

tion de celui-ci et de-lapièce traitée pour l'enlèvement de celle-ci hors

de la machine de moulage.