FR3043005A1 - AUTOMATIC LOCKING PNEUMATIC PREHENSER, HANDLING DEVICE COMPRISING SAME, AND GRIPPING METHOD IMPLEMENTING SAME - Google Patents
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Abstract
Préhenseur pneumatique (12) à ventouse, comprenant un générateur de vide (22) pour générer un vide relatif dans la ventouse (16), un support (28) de la ventouse déplaçable entre une position « rétracté » et une position « déployé », un frein (42) pour freiner le support, un dispositif (43) d'activation du frein pourvu d'un poussoir (48) agencé dans la ventouse et déplaçable entre une position dans laquelle le dispositif d'activation maintien ou amène le frein dans son état de repos, et une seconde position, dans laquelle le poussoir est plus proche du support qu'il ne l'est dans la première position, et dans laquelle le dispositif d'activation maintien ou amène le frein dans son état de service.Pneumatic gripper (12) with suction pad, comprising a vacuum generator (22) for generating a relative vacuum in the suction cup (16), a support (28) of the suction cup movable between a "retracted" position and a "deployed" position, a brake (42) for braking the support, a device (43) for activating the brake provided with a pusher (48) arranged in the suction cup and movable between a position in which the activation device holds or brings the brake in its state of rest, and a second position, wherein the pusher is closer to the support than it is in the first position, and wherein the activation device maintains or brings the brake into its service state.
Description
PRÉHENSEUR PNEUMATIQUE À BLOCAGE AUTOMATIQUE, DISPOSITIF DE MANUTENTION LE COMPRENANT, ET PROCÉDÉ DE PRÉHENSION LE METTANT ENAUTOMATIC LOCKING PNEUMATIC PREHENSER, HANDLING DEVICE COMPRISING SAME, AND PRE-STINGING METHOD THEREFOR
ŒUVREARTWORK
DESCRIPTIONDESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA
La présente invention concerne un préhenseur pneumatique ainsi qu'un dispositif de manutention le comprenant, destiné par exemple à être utilisé dans un système de manutention automatique pouvant par exemple être utilisé pour maintenir une pièce dans une position stable pendant des opérations d'usinage de la pièce. L'invention concerne également un procédé de préhension d'un objet au moyen d'un tel préhenseur pneumatique.The present invention relates to a pneumatic gripper and a handling device comprising it, intended for example to be used in an automatic handling system that can for example be used to maintain a workpiece in a stable position during machining operations of the machine. room. The invention also relates to a method of gripping an object by means of such a pneumatic gripper.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURESTATE OF THE PRIOR ART
Dans certains préhenseurs pneumatiques de type connu, une ventouse de préhension est montée sur un vérin pneumatique pourvu d'un frein hydraulique destiné à interrompre la course du vérin lorsque l'adhésion d'un objet à la ventouse a été établie.In some pneumatic grippers of known type, a gripping plunger is mounted on a pneumatic cylinder provided with a hydraulic brake for interrupting the stroke of the cylinder when the adhesion of an object to the suction cup has been established.
Un préhenseur de ce type présente l'inconvénient d'être relativement complexe et de requérir trois types de sources d'énergie, à savoir une source de vide pour induire une aspiration dans la ventouse, une source pneumatique pour l'actionnement du vérin, et une source hydraulique pour l'activation du frein.A gripper of this type has the disadvantage of being relatively complex and requiring three types of energy sources, namely a vacuum source for inducing suction in the suction cup, a pneumatic source for actuating the jack, and a hydraulic source for the activation of the brake.
De plus, un tel préhenseur requiert des moyens spécifiques pour commander l'activation du frein.In addition, such a gripper requires specific means to control the activation of the brake.
EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, économique et efficace à au moins une partie de ces problèmes.DISCLOSURE OF THE INVENTION The invention aims in particular to provide a simple, economical and effective solution to at least some of these problems.
Elle propose à cet effet un préhenseur pneumatique, comprenant : - une ventouse de préhension délimitant un espace d'aspiration, un générateur de vide comportant un orifice d'aspiration raccordé à l'espace d'aspiration pour générer un vide relatif dans l'espace d'aspiration, - un corps, un support monté dans le corps et déplaçable par rapport au corps entre une position « rétracté » et une position « déployé », la ventouse de préhension étant fixée au support, un frein apte à passer d'un état de repos dans lequel le frein autorise un déplacement du support par rapport au corps, à un état de service dans lequel le frein s'oppose au déplacement du support par rapport au corps.It proposes for this purpose a pneumatic gripper, comprising: - a suction cup delimiting a suction space, a vacuum generator comprising a suction port connected to the suction space to generate a relative vacuum in space suction, - a body, a support mounted in the body and movable relative to the body between a "retracted" position and a "deployed" position, the gripping sucker being fixed to the support, a brake adapted to pass from a state of rest in which the brake allows a displacement of the support relative to the body, to a state of service in which the brake is opposed to the displacement of the support relative to the body.
Selon l'invention, le préhenseur pneumatique comprend en outre un dispositif d'activation destiné à activer le frein et comprenant un poussoir agencé dans l'espace d'aspiration et déplaçable entre une première position, dans laquelle le dispositif d'activation maintien ou amène le frein dans son état de repos, et une seconde position, dans laquelle le poussoir est plus proche du support qu'il ne l'est dans la première position, et dans laquelle le dispositif d'activation maintien ou amène le frein dans son état de service.According to the invention, the pneumatic gripper further comprises an activation device for activating the brake and comprising a pusher arranged in the suction space and movable between a first position, in which the activation device maintains or brings the brake in its state of rest, and a second position, in which the pusher is closer to the support than it is in the first position, and in which the activation device maintains or brings the brake into its state on duty.
Lors de la préhension d'un objet, un contact s'établit entre l'objet et la ventouse de préhension, puis l'objet pousse le poussoir, initialement dans sa première position, jusque dans sa seconde position. Le dispositif d'activation active ainsi automatiquement le frein lorsque le support équipé de la ventouse de préhension se trouve suffisamment proche d'un objet à saisir. L'invention permet ainsi d'éviter le recours à des moyens de commande manuels pour contrôler le frein.When gripping an object, a contact is established between the object and the gripping plunger, then the object pushes the pusher, initially in its first position, to its second position. The activation device thus automatically activates the brake when the support equipped with the gripping plunger is sufficiently close to an object to grasp. The invention thus makes it possible to avoid the use of manual control means for controlling the brake.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le préhenseur pneumatique comprend une enceinte de frein dans laquelle est logé le frein, ainsi qu'un premier canal ménagé dans le support et présentant une entrée pouvant être raccordée à un générateur de fluide sous pression, et une sortie débouchant dans l'enceinte de frein.In a preferred embodiment of the invention, the pneumatic gripper comprises a brake chamber in which the brake is housed, and a first channel formed in the support and having an input that can be connected to a fluid generator under pressure. , and an output opening into the brake chamber.
De plus, le frein est dans son état de service lorsqu'il est soumis à une pression qui applique le frein contre le corps, et le frein est dans son état de repos lorsqu'il n'est pas soumis à une telle pression.In addition, the brake is in its operating state when it is subjected to a pressure that applies the brake against the body, and the brake is in its rest state when it is not subjected to such pressure.
En outre, le dispositif d'activation comporte un organe d'activation relié au poussoir et pourvu d'un passage de fluide configuré de sorte que : - lorsque le poussoir est dans la première position, l'organe d'activation obture le premier canal, et - lorsque le poussoir est dans la seconde position, le passage de fluide met en communication une partie amont du premier canal, agencée du côté de l'entrée du premier canal, avec une partie aval du premier canal, agencée du côté de la sortie du premier canal.In addition, the activation device comprises an activation member connected to the pusher and provided with a fluid passage configured so that: when the pusher is in the first position, the activation member closes the first channel and when the pusher is in the second position, the fluid passage communicates an upstream portion of the first channel, arranged on the input side of the first channel, with a downstream portion of the first channel, arranged on the side of the exit of the first channel.
Ainsi, lorsque le poussoir est dans la première position, l'organe d'activation empêche le fluide sous pression alimentant l'entrée du premier canal d'atteindre le frein, de sorte que ce dernier demeure dans son état de repos. En revanche, lorsque le poussoir est dans la seconde position, l'organe d'activation permet au fluide sous pression d'exercer une pression sur le frein de sorte que ce dernier se trouve alors dans son état de service.Thus, when the pusher is in the first position, the activation member prevents the pressurized fluid supplying the inlet of the first channel to reach the brake, so that the latter remains in its rest state. On the other hand, when the pusher is in the second position, the activation member allows the fluid under pressure to exert pressure on the brake so that the latter is then in its service state.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention : - le corps délimite une première cavité, le support présente un premier piston logé dans la première cavité et partageant la première cavité en une première chambre et une seconde chambre, - une première direction allant de la seconde chambre vers la première chambre définit la direction de déplacement du support depuis sa position « rétracté » jusqu'à sa position « déployé », - le support intègre un deuxième canal reliant l'espace d'aspiration à la première chambre, - le corps présente un premier orifice qui raccorde la première chambre à l'orifice d'aspiration du générateur de vide, quelle que soit la position du support par rapport au corps, et - le corps présente un second orifice débouchant dans la seconde chambre quelle que soit la position du support par rapport au corps.In the preferred embodiment of the invention: the body delimits a first cavity, the support has a first piston housed in the first cavity and sharing the first cavity in a first chamber and a second chamber; a first direction ranging from the second chamber to the first chamber defines the direction of movement of the support from its "retracted" position to its "deployed" position, - the support integrates a second channel connecting the suction space to the first chamber, - the body has a first orifice which connects the first chamber to the suction port of the vacuum generator, regardless of the position of the support relative to the body, and - the body has a second orifice opening into the second chamber regardless of the position of the support relative to the body.
Ainsi, l'aspiration générée par le générateur de vide permet non seulement de provoquer l'adhésion d'un objet à la ventouse de préhension mais cette aspiration permet également d'induire le déplacement du support depuis sa position « rétracté » jusqu'à sa position « déployé ». Le générateur de vide remplit ainsi simultanément la fonction de génération de vide dans la ventouse de préhension et la fonction d'actionnement du préhenseur pneumatique.Thus, the suction generated by the vacuum generator not only makes it possible to cause an object to adhere to the gripping plunger, but this suction also makes it possible to induce the displacement of the support from its "retracted" position to its position. "deployed" position. The vacuum generator thus simultaneously fulfills the function of generating vacuum in the gripping plunger and the actuating function of the pneumatic gripper.
De préférence, le préhenseur pneumatique comprend en outre un premier organe de rappel logé dans la première chambre et sollicitant le support dans une deuxième direction allant de la première chambre vers la seconde chambre.Preferably, the pneumatic gripper further comprises a first return member housed in the first chamber and urging the support in a second direction from the first chamber to the second chamber.
Le premier organe de rappel permet le retour du support dans sa position « rétracté » dès lors que le générateur de vide est à l'arrêt.The first return member allows the return of the support in its "retracted" position when the vacuum generator is stopped.
De préférence, l'enceinte de frein est de forme annulaire et le corps présente une première paroi annulaire entourant l'enceinte de frein. De plus, le frein est un élément annulaire qui délimite l'enceinte de frein et qui est agencé d'un côté radialement opposé à la sortie du premier canal.Preferably, the brake chamber is of annular shape and the body has a first annular wall surrounding the brake chamber. In addition, the brake is an annular element which delimits the brake chamber and which is arranged on a radially opposite side to the output of the first channel.
Le frein passe de son état de repos à son état de service en se dilatant radialement sous l'effet de la pression du fluide dans l'enceinte de frein de sorte que, dans l'état de service, le frein applique un effort de friction à la première paroi annulaire.The brake moves from its state of rest to its operating state by expanding radially under the effect of the fluid pressure in the brake chamber so that, in the operating state, the brake applies a frictional force at the first annular wall.
De préférence, le préhenseur pneumatique comprend en outre un deuxième organe de rappel qui sollicite l'organe d'activation en direction de sa première position.Preferably, the pneumatic gripper further comprises a second return member which urges the activation member towards its first position.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, le générateur de vide comporte une entrée pouvant être raccordée au générateur de fluide sous pression, une sortie, et l'orifice d'aspiration. De plus, l'orifice d'aspiration est agencé de sorte qu'un écoulement de fluide depuis l'entrée jusqu'à la sortie du générateur de vide induise une dépression au niveau de l'orifice d'aspiration par effet venturi.In the preferred embodiment of the invention, the vacuum generator has an inlet connectable to the pressurized fluid generator, an outlet, and the suction port. In addition, the suction port is arranged so that a flow of fluid from the inlet to the outlet of the vacuum generator induces a vacuum at the suction port by venturi effect.
Le générateur de vide fonctionne ainsi à partir d'un générateur de fluide sous pression, qui est avantageusement le générateur de fluide qui alimente le premier canal et qui constitue donc la source d'énergie du frein. L'invention concerne également un dispositif de manutention, comprenant au moins un préhenseur pneumatique du type décrit ci-dessus, ainsi qu'un générateur de fluide sous pression raccordé à l'entrée du premier canal et à l'entrée du générateur de vide. L'invention concerne enfin un procédé de préhension d'un objet comprenant les étapes consistant à : - fournir un préhenseur pneumatique du type décrit ci-dessus, dans lequel le poussoir est initialement dans sa première position de sorte que le frein soit dans son état de repos, - provoquer un déplacement du support de sa position « rétracté » vers sa position « déployé » de manière à rapprocher la ventouse de préhension de l'objet, et - générer un vide relatif dans l'espace d'aspiration, et dans lequel : - l'objet entre ensuite en contact avec la ventouse de préhension et avec le poussoir, - l'objet pousse le poussoir jusque dans sa seconde position, de sorte que le dispositif d'activation mette le frein dans son état de service, et le vide généré dans l'espace d'aspiration provoque l'adhésion de l'objet à la ventouse de préhension.The vacuum generator thus operates from a pressurized fluid generator, which is advantageously the fluid generator which supplies the first channel and which therefore constitutes the energy source of the brake. The invention also relates to a handling device, comprising at least one pneumatic gripper of the type described above, and a pressurized fluid generator connected to the inlet of the first channel and to the inlet of the vacuum generator. The invention finally relates to a method of gripping an object comprising the steps of: - providing a pneumatic gripper of the type described above, wherein the pusher is initially in its first position so that the brake is in its state resting, - cause a displacement of the support from its "retracted" position to its "deployed" position so as to bring the gripping suction cup of the object, and - generate a relative vacuum in the suction space, and in which: - the object then comes into contact with the gripping plunger and with the pusher, - the object pushes the pusher into its second position, so that the activation device puts the brake in its service state, and the vacuum generated in the suction space causes the object to adhere to the gripping plunger.
De préférence, le générateur de vide génère le vide relatif dans l'espace d'aspiration et provoque le déplacement du support de sa position « rétracté » vers sa position « déployé », et un générateur de fluide sous pression alimente le premier canal et le générateur de vide en fluide sous pression.Preferably, the vacuum generator generates the relative vacuum in the suction space and causes the carrier to move from its "retracted" position to its "deployed" position, and a pressurized fluid generator feeds the first channel and the vacuum generator in pressurized fluid.
De préférence, le procédé comprend ensuite l'arrêt du générateur de fluide sous pression, de sorte que : le générateur de vide cesse de fonctionner, - le frein retrouve son état de repos, le support s'éloigne de l'objet et sépare la ventouse de préhension de l'objet, le poussoir est ramené dans sa première position.Preferably, the method then comprises stopping the fluid generator under pressure, so that: the vacuum generator stops working, - the brake returns to its state of rest, the support moves away from the object and separates the suction cup gripping the object, the pusher is returned to its first position.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise, et d'autres détails, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un dispositif de manutention selon un mode de réalisation préféré de l'invention, illustrant un état du dispositif avant la préhension d'un objet ; - la figure 2 est une vue semblable à la figure 1, illustrant un état du dispositif après la préhension d'un objet. EXPOSÉ DÉTAILLÉ D'UN MODE DE RÉALISATION PRÉFÉRÉBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be better understood, and other details, advantages and characteristics thereof will appear on reading the following description given by way of non-limiting example and with reference to the appended drawings in which: Figure 1 is a schematic axial sectional view of a handling device according to a preferred embodiment of the invention, illustrating a state of the device before gripping an object; - Figure 2 is a view similar to Figure 1, illustrating a state of the device after gripping an object. DETAILED DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT
Les figures 1 et 2 illustrent un objet 8, ainsi qu'un dispositif de manutention 10 selon un mode de réalisation préféré de l'invention, comprenant de manière générale un préhenseur pneumatique 12 et un générateur de fluide sous pression 14, délivrant par exemple de l'air comprimé. D'une manière connue en soi, le préhenseur pneumatique 12 comporte une ventouse de préhension 16, par exemple centrée sur un axe 18, délimitant un espace d'aspiration 20 pour saisir l'objet 8 par aspiration.FIGS. 1 and 2 illustrate an object 8, as well as a handling device 10 according to a preferred embodiment of the invention, generally comprising a pneumatic gripper 12 and a pressurized fluid generator 14, delivering, for example, compressed air. In a manner known per se, the pneumatic gripper 12 comprises a gripping plunger 16, for example centered on an axis 18, defining a suction space 20 for grasping the object 8 by suction.
Le préhenseur pneumatique 12 comporte en outre un générateur de vide 22, représenté très schématiquement sur les figures, comportant un orifice d'aspiration 24 raccordé à l'espace d'aspiration 20 pour y générer un vide relatif.Pneumatic gripper 12 further comprises a vacuum generator 22, shown very schematically in the figures, having a suction port 24 connected to the suction space 20 to generate a relative vacuum.
De plus, le préhenseur pneumatique 12 comporte un corps 26, et un support 28 monté dans le corps 26 de sorte que le support 28 soit déplaçable entre une position « rétracté » (figure 1) et une position « déployé » (figure 2). Dans l'exemple illustré, un tel déplacement du support consiste en une translation parallèlement à l'axe 18. Le support présente une extrémité 30 située hors du corps 26, et sur laquelle la ventouse de préhension 16 est agencée. D'une manière générale, la ventouse de préhension 16 est ainsi plus éloignée du corps 26 lorsque le support 28 est dans sa position « déployé » que lorsque le support 28 est dans sa position « rétracté ».In addition, the pneumatic gripper 12 comprises a body 26, and a support 28 mounted in the body 26 so that the support 28 is movable between a "retracted" position (Figure 1) and a "deployed" position (Figure 2). In the illustrated example, such a displacement of the support consists of a translation parallel to the axis 18. The support has an end 30 located outside the body 26, and on which the gripping suction cup 16 is arranged. In general, the gripping plunger 16 is thus further away from the body 26 when the support 28 is in its "extended" position than when the support 28 is in its "retracted" position.
Le préhenseur pneumatique 12 comporte un premier canal 32 présentant une entrée 34 raccordée au générateur de fluide sous pression 14 via un conduit prévu à cet effet (illustré schématiquement par la flèche 35 sur les figures), et une sortie 36 débouchant dans une enceinte de frein 38.The pneumatic gripper 12 comprises a first channel 32 having an inlet 34 connected to the pressurized fluid generator 14 via a duct provided for this purpose (illustrated schematically by the arrow 35 in the figures), and an outlet 36 opening into a brake chamber 38.
Le préhenseur pneumatique 12 comporte en outre un frein 42 logé dans l'enceinte de frein 38, et un dispositif d'activation 43 capable de faire passer le frein 42 d'un état de repos (figure 1) dans lequel le frein 42 autorise un déplacement du support 28 par rapport au corps 26, à un état de service (figure 2) dans lequel le frein 42 s'oppose au déplacement du support 28 par rapport au corps 26. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, l'activation du frein 42 est obtenue en appliquant au frein 42 une pression du fluide issu du générateur de fluide sous pression 14, comme cela apparaîtra plus clairement dans ce qui suit.The pneumatic gripper 12 further comprises a brake 42 housed in the brake chamber 38, and an activation device 43 capable of passing the brake 42 from a rest state (FIG. 1) in which the brake 42 allows a brake moving the support 28 relative to the body 26, to a state of service (Figure 2) in which the brake 42 opposes the displacement of the support 28 relative to the body 26. In the preferred embodiment of the invention, the activation of the brake 42 is obtained by applying to the brake 42 a pressure of the fluid from the pressurized fluid generator 14, as will become clearer in what follows.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, le premier canal 32 est ménagé dans le support 28, et le dispositif d'activation 43 comprend un organe d'activation 44, qui prend par exemple la forme d'une tige présentant une première extrémité 46 pourvue d'un poussoir 48 agencé dans l'espace d'aspiration 20, une seconde extrémité 50 opposée à la première extrémité 46, et un passage de fluide 52 agencé entre la première extrémité 46 et la seconde extrémité 50 de la tige 44.In the preferred embodiment of the invention, the first channel 32 is formed in the support 28, and the activation device 43 comprises an activation member 44, which takes for example the shape of a rod presenting a first end 46 provided with a pusher 48 arranged in the suction space 20, a second end 50 opposite the first end 46, and a fluid passage 52 arranged between the first end 46 and the second end 50 of the rod 44 .
De plus, l'organe d'activation 44 est monté dans le support 28 de sorte que l'organe d'activation 44 et le poussoir 48 soient déplaçables parallèlement à l'axe 18, entre une première position (figure 1) dans laquelle le poussoir 48 est écarté du support 28 et le passage de fluide 52 est décalé par rapport au premier canal 32 de sorte que l'organe d'activation 44 obture le premier canal 32, et une seconde position (figure 2) dans laquelle le poussoir 48 est en butée contre le support 28 et le passage de fluide 52 communique avec le premier canal 32 de part et d'autre de l'organe d'activation 44. Le poussoir 48 est ainsi plus proche du support 28 lorsqu'il adopte la seconde position que lorsqu'il adopte la première position. De plus, dans la seconde position, le passage de fluide 52 raccorde donc une partie amont 33 du premier canal 32, agencée du côté de l'entrée 34 du premier canal, à une partie aval 35 du premier canal 32, agencée du côté de la sortie 36 du premier canal. D'une manière générale, le dispositif d'activation 43 active automatiquement le frein 42 lorsque le support 28 équipé de la ventouse de préhension 16 se trouve suffisamment proche de l'objet 8 à saisir, comme cela apparaîtra plus clairement dans ce qui suit. Le frein 42 ne requiert donc plus de moyens de commande manuels.In addition, the activation member 44 is mounted in the support 28 so that the activation member 44 and the pusher 48 are displaceable parallel to the axis 18, between a first position (FIG. 1) in which the pusher 48 is spaced apart from the support 28 and the fluid passage 52 is offset relative to the first channel 32 so that the activation member 44 closes the first channel 32, and a second position (Figure 2) in which the pusher 48 is in abutment against the support 28 and the fluid passage 52 communicates with the first channel 32 on either side of the activation member 44. The pusher 48 is thus closer to the support 28 when it adopts the second only when he adopts the first position. In addition, in the second position, the fluid passage 52 thus connects an upstream portion 33 of the first channel 32, arranged on the input side 34 of the first channel, to a downstream portion 35 of the first channel 32, arranged on the the output 36 of the first channel. In general, the activation device 43 automatically activates the brake 42 when the support 28 equipped with the gripping plunger 16 is sufficiently close to the object 8 to be gripped, as will become clearer in what follows. The brake 42 therefore no longer requires manual control means.
Dans le mode de réalisation illustré, le support 28 présente un premier piston 54 logé dans une première cavité 56 du corps 26 de manière à partager cette première cavité 56 en une première chambre 58 et une seconde chambre 60. Le premier piston 54 et la première cavité 56 sont par exemple de forme cylindrique de révolution, et des joints annulaires d'étanchéité 62 sont interposés entre le premier piston 54 et le corps 26 de manière à assurer une séparation étanche entre les chambres 58 et 60. Le premier piston 54 est monté sensiblement ajusté dans la première cavité 56 de manière à assurer le centrage et le guidage en translation du support 28 selon l'axe 18.In the illustrated embodiment, the support 28 has a first piston 54 housed in a first cavity 56 of the body 26 so as to share this first cavity 56 in a first chamber 58 and a second chamber 60. The first piston 54 and the first cavity 56 are for example of cylindrical shape of revolution, and annular sealing seals 62 are interposed between the first piston 54 and the body 26 so as to ensure a sealed separation between the chambers 58 and 60. The first piston 54 is mounted substantially adjusted in the first cavity 56 so as to ensure the centering and the translational guidance of the support 28 along the axis 18.
Les chambres 58 et 60 sont agencées de sorte qu'un déplacement du support 28 depuis sa position « rétracté » jusqu'à sa position « déployé » corresponde à un déplacement du support dans une première direction DI allant de la seconde chambre 60 vers la première chambre 58.The chambers 58 and 60 are arranged so that a displacement of the support 28 from its "retracted" position to its "deployed" position corresponds to a displacement of the support in a first direction DI going from the second chamber 60 to the first room 58.
De plus, le support 28 intègre un deuxième canal 64 reliant l'espace d'aspiration 20 à la première chambre 58. Le corps 26 présente un premier orifice 66 qui raccorde la première chambre 58 à l'orifice d'aspiration 24 du générateur de vide 22, via un conduit 68 prévu à cet effet, et un second orifice 70 par lequel la seconde chambre 60 est mise en communication avec un milieu extérieur 72, typiquement à la pression atmosphérique. En variante, le second orifice 70 peut être utilisé pour raccorder la seconde chambre 60 à une alimentation en fluide sous pression, par exemple provenant du générateur de fluide sous pression 14.In addition, the support 28 includes a second channel 64 connecting the suction space 20 to the first chamber 58. The body 26 has a first orifice 66 which connects the first chamber 58 to the suction port 24 of the generator. vacuum 22, via a duct 68 provided for this purpose, and a second orifice 70 through which the second chamber 60 is placed in communication with an external medium 72, typically at atmospheric pressure. Alternatively, the second port 70 may be used to connect the second chamber 60 to a pressurized fluid supply, for example from the pressurized fluid generator 14.
Lorsque le générateur de vide 22 est activé, l'aspiration provoque ainsi une dépression dans la première chambre 58. Cette dépression provoque le déplacement du premier piston 54 dans la première direction Dl, c'est-à-dire en direction de l'objet à saisir. La dépression est en outre communiquée à l'espace d'aspiration 20 par l'intermédiaire du deuxième canal 64.When the vacuum generator 22 is activated, the suction thus causes a depression in the first chamber 58. This depression causes the displacement of the first piston 54 in the first direction D1, that is to say in the direction of the object to seize. The depression is further communicated to the suction space 20 via the second channel 64.
Un premier organe de rappel 74 est logé dans la première chambre 58 et sollicite le support 28 dans une deuxième direction D2 allant de la première chambre 58 vers la seconde chambre 60. Le premier organe de rappel 74 permet ainsi d'induire un retour du support 28 vers sa position « rétracté » lorsque le générateur de vide 22 est mis à l'arrêt. Le premier organe de rappel 74 est par exemple constitué d'un ressort de compression.A first return member 74 is housed in the first chamber 58 and urges the support 28 in a second direction D2 from the first chamber 58 to the second chamber 60. The first return member 74 thus induces a return of the support 28 to its "retracted" position when the vacuum generator 22 is turned off. The first return member 74 is for example constituted by a compression spring.
Le générateur de vide 22 permet ainsi d'assurer deux fonctions : l'aspiration au sein de la ventouse de préhension 16, et le déplacement du support 28 relativement à l'objet 8 à saisir.The vacuum generator 22 thus makes it possible to perform two functions: suction within the gripping plunger 16, and displacement of the support 28 relative to the object 8 to be gripped.
Par ailleurs, dans le mode de réalisation illustré, l'enceinte de frein 38 est de forme annulaire et le corps 26 du préhenseur pneumatique présente une première paroi annulaire 76 entourant l'enceinte de frein 38.Moreover, in the illustrated embodiment, the brake chamber 38 is of annular shape and the body 26 of the pneumatic gripper has a first annular wall 76 surrounding the brake chamber 38.
De plus, le frein 42 est un élément annulaire qui délimite l'enceinte de frein 38 d'un côté radialement opposé à la sortie 36 du premier canal 32. Ce frein 42 est par exemple réalisé en un élastomère, tel que du caoutchouc.In addition, the brake 42 is an annular element which delimits the brake chamber 38 on one side radially opposite the outlet 36 of the first channel 32. This brake 42 is for example made of an elastomer, such as rubber.
Tant que l'enceinte de frein 38 n'est pas alimentée en fluide sous pression, le frein 42 ne subit pas de contrainte radiale et n'applique par conséquent aucun effort à la première paroi annulaire 76. Le frein 42 est ainsi dans son état de repos (figure 1).As long as the brake chamber 38 is not supplied with pressurized fluid, the brake 42 does not undergo radial stress and therefore applies no force to the first annular wall 76. The brake 42 is thus in its state rest (Figure 1).
En revanche, lorsque l'enceinte de frein 38 est alimentée en fluide sous pression, la pression du fluide sollicite le frein 42 radialement vers l'extérieur et pousse ainsi ce frein 42 contre la première paroi annulaire 76, de sorte que le frein 42 applique un effort de friction sur la première paroi annulaire 76 et freine ainsi le support 28 par rapport au corps 26. Le frein 42 se trouve alors dans son état de service (figure 2).On the other hand, when the brake chamber 38 is supplied with fluid under pressure, the pressure of the fluid biases the brake 42 radially outwards and thus pushes this brake 42 against the first annular wall 76, so that the brake 42 applies a frictional force on the first annular wall 76 and thus brakes the support 28 relative to the body 26. The brake 42 is then in its service state (Figure 2).
En variante, le frein 42 peut ne pas présenter une forme annulaire et peut notamment prendre la forme d'un ou plusieurs étriers à déplacement linéaire.Alternatively, the brake 42 may not have an annular shape and may in particular take the form of one or more linear displacement stirrups.
Dans d'autres modes de réalisation, le frein 42 peut ne pas être activé sous l'effet d'une surpression de fluide mais au contraire sous l'effet d'une dépression.In other embodiments, the brake 42 may not be activated under the effect of a fluid overpressure but on the contrary under the effect of a depression.
Par ailleurs, dans le mode de réalisation illustré, le préhenseur pneumatique 12 comprend en outre un deuxième organe de rappel 80 qui sollicite l'organe d'activation 44 en direction de sa première position, et qui tend donc à éloigner le poussoir 48 du support 28. A cet effet, le deuxième organe de rappel 80 est par exemple constitué d'un ressort de compression appliqué sur un talon 82, formé sur la seconde extrémité 50 de la tige constituant l'organe d'activation 44. Le deuxième organe de rappel 80 sollicite ainsi l'organe d'activation 44 dans la première direction Dl.Furthermore, in the illustrated embodiment, the pneumatic gripper 12 further comprises a second return member 80 which urges the activation member 44 towards its first position, and which therefore tends to move the pusher 48 away from the support 28. For this purpose, the second return member 80 consists for example of a compression spring applied on a heel 82, formed on the second end 50 of the rod constituting the activation member 44. The second member of recall 80 thus urges the activation member 44 in the first direction Dl.
Dans le mode de réalisation préféré, le générateur de vide 22 comporte une entrée 84 raccordée au générateur de fluide sous pression 14 via un conduit prévu à cet effet (illustré schématiquement par la flèche 86 sur les figures), une sortie 88, et l'orifice d'aspiration 24. Le générateur de vide 22 est par exemple un tube à section convergente-divergente, du type parfois dénommé tube de venturi, dont les extrémités axiales constituent respectivement l'entrée 84 et la sortie 88 du générateur de vide 22. Dans ce cas, l'orifice d'aspiration 24 est formé latéralement dans la paroi du tube, de préférence dans une section de diamètre minimal 90 de ce tube. D'une manière générale, l'orifice d'aspiration 24 est ainsi agencé de sorte qu'un écoulement de fluide depuis l'entrée 84 jusqu'à la sortie 88 du générateur de vide 22 induise une dépression au niveau de l'orifice d'aspiration 24 par effet venturi.In the preferred embodiment, the vacuum generator 22 comprises an inlet 84 connected to the pressurized fluid generator 14 via a duct provided for this purpose (illustrated schematically by the arrow 86 in the figures), an outlet 88, and the suction port 24. The vacuum generator 22 is for example a convergent-divergent section tube, of the type sometimes called a venturi tube, the axial ends of which respectively constitute the inlet 84 and the outlet 88 of the vacuum generator 22. In this case, the suction port 24 is formed laterally in the wall of the tube, preferably in a minimum diameter section 90 of this tube. In general, the suction port 24 is so arranged that a flow of fluid from the inlet 84 to the outlet 88 of the vacuum generator 22 induces a depression at the port suction 24 by venturi effect.
Dans le mode de réalisation illustré, le corps 26 présente une première portion cylindrique 92 qui délimite la première cavité 56, et une deuxième portion cylindrique 94, de plus grand diamètre, qui délimite une deuxième cavité 96.In the illustrated embodiment, the body 26 has a first cylindrical portion 92 which delimits the first cavity 56, and a second cylindrical portion 94, of larger diameter, which delimits a second cavity 96.
La deuxième portion cylindrique 94 intègre la première paroi annulaire 76, une première paroi de fond 98 agencée à une extrémité axiale de la deuxième cavité, et une deuxième paroi de fond 100 agencée à l'autre extrémité axiale de la deuxième cavité. La première paroi de fond 98 sépare la première cavité 56 de la deuxième cavité 96 et comporte une ouverture centrale 102 au travers de laquelle s'étend le support 28.The second cylindrical portion 94 integrates the first annular wall 76, a first bottom wall 98 arranged at an axial end of the second cavity, and a second bottom wall 100 arranged at the other axial end of the second cavity. The first bottom wall 98 separates the first cavity 56 from the second cavity 96 and has a central opening 102 through which the support 28 extends.
De plus, le support 28 comporte un second piston 104 logé dans la deuxième cavité 96 avec faculté de déplacement parallèlement à l'axe 18. Ce second piston 104 présente une jupe 106 qui s'étend en direction de la deuxième paroi de fond 100 et qui délimite une espace dans lequel est logé le talon 82. Une extrémité du deuxième organe de rappel 80 est appliquée sur ce talon 82, tandis qu'une autre extrémité du deuxième organe de rappel 80 prend appui sur la deuxième paroi de fond 100.In addition, the support 28 comprises a second piston 104 housed in the second cavity 96 with the ability to move parallel to the axis 18. This second piston 104 has a skirt 106 which extends towards the second bottom wall 100 and which delimits a space in which is housed the heel 82. One end of the second return member 80 is applied on the heel 82, while another end of the second return member 80 bears on the second bottom wall 100.
Les parois de fond 98 et 100 comportent chacune un orifice 107 mettant la deuxième cavité 96 en communication avec le milieu extérieur 72. En variante, la première paroi de fond 98 peut ne pas comporter de tel orifice, auquel cas la mise en communication de la partie de la deuxième cavité 96 située entre la paroi 98 et le second piston 104 avec le milieu extérieur 72 peut être assurée par un jeu prévu au niveau de l'ouverture centrale 102 et au travers du second orifice 70. En variante encore, la deuxième cavité 96 peut ne pas communiquer avec le milieu extérieur 72, auquel cas le second piston 104 comporte au moins un orifice traversant mettant en communication les deux parties de la deuxième cavité 96 situées respectivement de part et d'autre du second piston 104.The bottom walls 98 and 100 each comprise an orifice 107 putting the second cavity 96 in communication with the external medium 72. In a variant, the first bottom wall 98 may not include such an orifice, in which case the communication between the part of the second cavity 96 located between the wall 98 and the second piston 104 with the external medium 72 can be provided by a clearance provided at the central opening 102 and through the second orifice 70. In another variant, the second cavity 96 may not communicate with the external medium 72, in which case the second piston 104 comprises at least one through orifice bringing into communication the two parts of the second cavity 96 located respectively on either side of the second piston 104.
Le second piston 104 présente une gorge annulaire latérale 108 qui délimite l'enceinte de frein 38. De plus, le second piston 104 est légèrement distant de la première paroi annulaire 76 pour permettre un déplacement du support 28 par rapport au corps 26 lorsque le frein 42 est dans son état de repos.The second piston 104 has a lateral annular groove 108 which delimits the brake chamber 38. In addition, the second piston 104 is slightly spaced from the first annular wall 76 to allow the support 28 to move relative to the body 26 when the brake 42 is in his state of rest.
La première portion cylindrique 92 intègre une deuxième paroi annulaire 110 et une troisième paroi de fond 112 qui délimitent la première cavité 56 conjointement avec la première paroi de fond 98. La deuxième paroi annulaire 110 intègre le premier orifice 66 et le second orifice 70. La troisième paroi de fond 112 présente une ouverture centrale 114 au travers de laquelle s'étend le support 28.The first cylindrical portion 92 includes a second annular wall 110 and a third bottom wall 112 which define the first cavity 56 together with the first bottom wall 98. The second annular wall 110 integrates the first orifice 66 and the second orifice 70. third bottom wall 112 has a central opening 114 through which the support 28 extends.
Il est à noter que le corps 26, le générateur de vide 22 et le générateur de fluide sous pression 14 sont représentés séparés les uns des autres sur les figures, mais certains ou l'ensemble de ces éléments peuvent être solidaires.It should be noted that the body 26, the vacuum generator 22 and the pressurized fluid generator 14 are shown separated from each other in the figures, but some or all of these elements may be integral.
Le fonctionnement du dispositif de manutention 10 va maintenant être décrit.The operation of the handling device 10 will now be described.
Lorsque le préhenseur pneumatique 12 est positionné en regard d'un objet 8, un procédé de préhension de l'objet 8 est déclenché par la mise en marche du générateur de fluide sous pression 14.When the pneumatic gripper 12 is positioned facing an object 8, a method of gripping the object 8 is triggered by the start of the pressurized fluid generator 14.
Le générateur de fluide sous pression 14 alimente alors le premier canal 32 en fluide sous pression. Toutefois, l'organe d'activation 44, qui est initialement maintenu dans sa première position par le deuxième organe de rappel 80 (figure 1), empêche l'alimentation de l'enceinte de frein 38 en fluide sous pression. Le frein 42 est ainsi maintenu dans son état de repos.The pressurized fluid generator 14 then supplies the first channel 32 with pressurized fluid. However, the activation member 44, which is initially held in its first position by the second return member 80 (Figure 1), prevents the supply of the brake chamber 38 in pressurized fluid. The brake 42 is thus maintained in its state of rest.
Le générateur de fluide sous pression 14 produit un écoulement de fluide dans le générateur de vide 22, ce qui provoque une aspiration par l'orifice d'aspiration 24 et le conduit 68, générant un vide relatif dans la première chambre 58 et dans l'espace d'aspiration 20.The pressurized fluid generator 14 produces a flow of fluid in the vacuum generator 22, which causes aspiration through the suction port 24 and the conduit 68, generating a relative vacuum in the first chamber 58 and in the suction space 20.
Il en résulte un déplacement du support 28 vers sa position « déployé » et donc en direction de l'objet 8, le corps 26 étant maintenu fixe par rapport à l'objet 8.This results in a displacement of the support 28 towards its "deployed" position and thus in the direction of the object 8, the body 26 being held fixed with respect to the object 8.
La ventouse de préhension 16 et le poussoir 48 finissent par entrer en contact avec l'objet 8. Celui-ci pousse alors le poussoir 48, et donc également l'ensemble de l'organe d'activation 44, jusqu'à ce que le poussoir 48 se trouve en butée contre le support 28. L'organe d'activation 44 occupe alors sa seconde position, dans laquelle le passage de fluide 52 met en communication l'enceinte de frein 38 avec le générateur de fluide sous pression 14. Le frein 42 se trouve alors soumis à la pression du fluide et provoque par conséquent un blocage du support 28 par rapport au corps 26, comme expliqué ci-dessus.The gripping plunger 16 and the pusher 48 end up coming into contact with the object 8. The latter then pushes the pusher 48, and therefore also the whole of the activation member 44, until the pusher 48 is in abutment against the support 28. The activation member 44 then occupies its second position, in which the fluid passage 52 puts the brake chamber 38 in communication with the pressurized fluid generator 14. brake 42 is then subjected to the pressure of the fluid and therefore causes a blocking of the support 28 relative to the body 26, as explained above.
Dans le même temps, la dépression provoquée dans l'espace d'aspiration 20 a induit l'adhésion de l'objet 8 sur la ventouse de préhension 16. L'objet 8 peut dès lors être manipulé ou bien bloqué en position au moyen du dispositif de manutention 10.At the same time, the depression caused in the suction space 20 has induced the adhesion of the object 8 to the gripping suction cup 16. The object 8 can therefore be manipulated or locked in position by means of the handling device 10.
Selon un avantage remarquable de l'invention, aucune commande autre que la mise en marche initiale du générateur de fluide sous pression 14 n'a été nécessaire.According to a remarkable advantage of the invention, no control other than the initial startup of the pressurized fluid generator 14 has been necessary.
Lorsque la séparation de l'objet 8 et du préhenseur pneumatique 12 est souhaitée, il suffit de mettre le générateur de fluide sous pression 14 à l'arrêt.When the separation of the object 8 and the pneumatic gripper 12 is desired, it suffices to put the pressurized fluid generator 14 at a standstill.
Le frein 42 n'est alors plus soumis à la pression du fluide et n'applique donc plus d'effort de friction à la paroi annulaire 76. Le support 28 se trouve donc libre de se déplacer par rapport au corps 26.The brake 42 is then no longer subjected to the pressure of the fluid and therefore no longer applies frictional force to the annular wall 76. The support 28 is thus free to move relative to the body 26.
De plus, la pression remonte dans l'espace d'aspiration 20 et dans la première chambre 58, de sorte que l'objet 8 cesse d'adhérer à la ventouse de préhension 16, et que le support 28 se déplace dans la deuxième direction D2, vers sa position « rétracté », sous l'effet de la poussée produite par le premier organe de rappel 74. L'organe d'activation 44 est enfin ramené dans sa première position par le deuxième organe de rappel 80, de sorte que le préhenseur pneumatique 12 est alors prêt pour une nouvelle itération du procédé de préhension.In addition, the pressure rises in the suction space 20 and in the first chamber 58, so that the object 8 stops adhering to the gripping cup 16, and the support 28 moves in the second direction D2, towards its "retracted" position, under the effect of the thrust produced by the first return member 74. The activation member 44 is finally returned to its first position by the second return member 80, so that the pneumatic gripper 12 is then ready for a new iteration of the gripping method.
Le dispositif de manutention 10 peut avantageusement comprendre plusieurs préhenseurs pneumatiques semblables au préhenseur 12 décrit ci-dessus et raccordés en parallèle au générateur de fluide sous pression 14. La mise en marche de ces préhenseurs pneumatiques 12 peut alors être opérée de manière centralisée par la mise en marche du générateur de fluide sous pression 14. Les préhenseurs pneumatiques 12 peuvent ensuite saisir des objets respectifs d'une manière automatisée. Lorsqu'une libération des objets est souhaitée, celle-ci s'obtient également de manière centralisée par la mise à l'arrêt du générateur de fluide sous pression 14.The handling device 10 may advantageously comprise several pneumatic grippers similar to the gripper 12 described above and connected in parallel to the pressurized fluid generator 14. The start-up of these pneumatic grippers 12 can then be operated centrally by means of while operating the pressurized fluid generator 14. The pneumatic grippers 12 can then seize respective objects in an automated manner. When a release of the objects is desired, this is also achieved centrally by the shutdown of the pressurized fluid generator 14.
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Citations (3)
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| DE102009010694A1 (en) * | 2009-02-26 | 2010-09-02 | Audi Ag | Gripper arrangement for use with gripper for holding object, has movement device, where holding element is moved to counter position, and gripper arrangement has medium for detecting movement of holding element |
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2015
- 2015-10-28 FR FR1560293A patent/FR3043005B1/en active Active
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