WO2002038342A1 - Pince a commande electrique pour la manipulation, le serrage, le bridage ou analogue de pieces - Google Patents

Pince a commande electrique pour la manipulation, le serrage, le bridage ou analogue de pieces Download PDF

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WO2002038342A1
WO2002038342A1 PCT/FR2001/003470 FR0103470W WO0238342A1 WO 2002038342 A1 WO2002038342 A1 WO 2002038342A1 FR 0103470 W FR0103470 W FR 0103470W WO 0238342 A1 WO0238342 A1 WO 0238342A1
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WO
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jaws
clamp
nut
electromagnetic means
rod
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PCT/FR2001/003470
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Inventor
Serge Grygorowicz
Original Assignee
Serge Grygorowicz
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/02—Gripping heads and other end effectors servo-actuated
    • B25J15/0206—Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising articulated grippers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/02—Gripping heads and other end effectors servo-actuated
    • B25J15/0253—Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising parallel grippers
    • B25J15/0266—Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising parallel grippers actuated by articulated links
    • B25J15/0273—Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising parallel grippers actuated by articulated links comprising linear guide means

Definitions

  • the present invention relates to an electrically operated workpiece gripper.
  • Collets of the aforementioned type are already known which generally comprise an electric motor driving in rotation a threaded shaft onto which is screwed a nut locked in rotation.
  • This nut is connected, by a suitable connecting mechanism, to the jaws of the clamp so that, when the electric motor turns in one direction or the other, the nut moves axially on the threaded shaft and causes, through the connection mechanism, the opening and closing movements of the jaws, depending on the direction of rotation of the motor and consequently of the threaded shaft.
  • the present invention relates to improvements made to a handling clamp of the aforementioned type with the aim of facilitating the adjustment of a clamping force of each piece, after the jaws are closed, while using a low power motor in order to save energy and reduce the size of the clamp.
  • this electrically operated clamp for handling, clamping, clamping or the like of parts, comprising movable jaws during the opening, closing and clamping phases of the parts, an electric motor driving a shaft in rotation threaded, and a set of guidance and piloting of the movable jaws comprising a nut screwed onto the shaft while being locked in rotation and means of connection between the nut and the jaws of the clamp, is remarkable in that the assembly for guiding and controlling the jaws further comprises a transducer producing, when excited by an electric current, a temporary magnetic or electric field during each tightening phase, this transducer being integral with the nut and coupled to one at least jaws in order to attract them or respectively to repel them so that said jaws of the clamp are clamped on a part situated between them when said transducer produces its temporary magnetic or electrical field respectively.
  • FIG. 1 is a schematic view of a handling clamp according to the present invention and of its electrical control circuit
  • FIGS. 2A, 2B, 2C are diagrams illustrating the movements of various mobile parts of the clamp, respectively during the opening, closing and tightening phases
  • FIG. 3 is a schematic view of an embodiment of an electrically operated clamp according to the invention, in the jaws open position,
  • FIG. 4 is a schematic view similar to that of FIG. 3, after the jaws are closed and during a clamping of a part
  • FIG. 1 is shown schematically a clamp for manipulating a vertical axis comprising two jaws 1,2 symmetrical with respect to a diametral plane, mounted respectively to pivot about horizontal parallel axes 3,4 secured to a chassis 10 of the clamp.
  • the clamp comprises an electric motor 5 mounted at the upper part of the chassis 10 and the rotor of which rotates a vertical threaded shaft 6, extending downward, onto which is screwed a nut 7 locked in rotation.
  • This nut 7 is integral, at its lower part, with the yoke of an electromagnetic element generating a temporary magnetic field 8 comprising a lower transverse polar face 8a opposite the nut 7.
  • the above-mentioned electromagnetic element consists of all device comprising a magnetic circuit and an excitation winding which produces a magnetic field when the winding is traversed by a current.
  • a device can be constituted by an electromagnet and in this case the temporary magnetic field is produced when the winding is excited, or even by a magnetic suction cup with permanent magnet whose permanent magnetic field is canceled by that produced by the winding of the suction cup when this winding is excited.
  • the temporary magnetic field generator 8 is in fact constituted by an electromagnet.
  • the electromagnet 8 is integral with an axial rod 9 which extends downwards from its pole face 8a and which has a stop 11 at its lower end. On the axial rod 9 and between the pole face 8a.
  • the electrical control circuit of the clamp which is shown in schematic form in FIG. 1, comprises a central processing unit 14 which is connected to a circuit 15 for controlling the power of the electromagnet 8 and to a circuit 16 for controlling the electric motor 5.
  • the circuit 15 for controlling the power of the electromagnet 8 comprises a means 17, such as a potentiometer for example, making it possible to easily and finely adjust the clamping force of the jaws 1 and 2 as will be explained below.
  • the circuit 16 controls, according to the information supplied by the processing unit 14, the direction of rotation of the motor and its speed as well as its starting.
  • the electrical control circuit also comprises a detector 18 for blocking the motor 5, at the end of the jaw closing phase 1,2, this detector 18 being connected to the processing unit 14 on the one hand directly, on the other hand via a timing circuit 19.
  • a jaw tightening phase 1,2 takes place.
  • the motor 5 and the shaft 6 are kept stopped and the electromagnet 8 is supplied with current so that it produces a magnetic field causing the attraction of the ferromagnetic core 12 towards the polar face 8a of the electromagnet 8.
  • This is made possible by the fact that the ferromagnetic core 12 slides freely on the rod 9.
  • This attraction of the ferromagnetic core 12 results in a clamping force exerted by the jaws 1,2 on the opposite faces of the part A, this clamping force can be adjusted at will by acting on the adjusting means 17.
  • the clamping force is maintained, under the control of the processing unit 14, throughout the duration of the movement of the part A by the clamp.
  • the start of the excitation of the electromagnet 8, for each tightening phase is controlled by the detector 18 for blocking the motor 5.
  • the detector 18 for blocking the motor 5.
  • the processing unit 14 which then acts on the circuit 15 to cause the excitation of the electromagnet 8 and the clamping of the part A.
  • FIG. 3 to 8 show various alternative embodiments of the handling clamp according to the invention.
  • constituent elements of the clamp are assigned the same reference numbers as those used in FIG. 1.
  • the clamp is always of the type exerting its clamping force after closing the jaws 1,2, but its jaws 1,2 are not pivotally mounted and they move in translation while remaining parallel to each other, while being slidably mounted on a common horizontal rod 21 fixed to the lower part of the chassis 10.
  • the ferromagnetic core is coupled at the ends of the first two branches of two bent levers 22,23, symmetrical with respect to a diametral plane, pivoting around respective axes 24.25 and the second branches of which are coupled to jaws 1 and 2 respectively.
  • FIG. 3 represents the jaws 1.2 separated in the open position, in which they are applied against the respective limit stops 26.27.
  • the vertically movable assembly consisting of the nut 7, the electromagnet 8, the rod 9 and the ferromagnetic core 12, is in its lower extreme position.
  • the jaws 1 and 2 are shown in the closed position and being tightened against the part A.
  • the nut 7 is secured, downwards, to a large diameter rod, constituting, at its lower end, the abutment 11 previously described and which is extended downwards by the rod 9 of smaller diameter on which slides freely the ferromagnetic core 12, and the electromagnet 8 is integral with the lower end of the rod 9.
  • Its pole face 8a is in the upper position, facing the ferromagnetic core 12.
  • the clamp shown in Figure 5 allows '' get a clamping of the jaws 1,2 following the opening movement thereof, this arrangement being useful for handling parts through an interior surface such as that of a tube.
  • FIG. 6 represents an alternative embodiment of the clamp in which there is no transformation of movement for controlling the jaws 1,2.
  • one of the jaws namely the jaw 1
  • the jaw 1 is fixed to the motor casing 5 and it is crossed by the threaded shaft 6.
  • the ferromagnetic core 12, located between the pole face 8a of 1 ' electromagnet 8 and the stop 11 located at the end of the rod 9 forms a single piece with the second jaw 2 being, for this purpose extended transversely on one side to form, with the jaw 2, an arm parallel to the jaw 1
  • the jaw 2 slides on the rod 21 which is fixed perpendicular to the first jaw 1 itself secured to the motor housing 5.
  • the jaw 1 is fixed and only the jaw 2 moves in translation, in remaining parallel to the jaw 1.
  • the clamp is of the type illustrated in FIGS. 3 and 4.
  • the entire mechanism for guiding and controlling the jaws 1,2, c ' that is to say essentially the nut 7, the electromagnet 8, the rod 9 and the ferromagnetic core 12, is mounted on a support 28 which can rotate, by means of a bearing 29, inside the chassis 10 of the clamp, which carries the electric motor 5 at its upper part.
  • the rotation of the support 28 of the entire mechanism for guiding and controlling the jaws 1 and 2 can be blocked by an electromagnet 30 whose coil is secured to the chassis 10 and of which a plunger 31 penetrates into one of several holes d indexing 32 formed in the support 28 of the jaws 1,2.
  • the central processing unit 14 (FIG. 1).
  • the latter controls the excitation of the electromagnet 30 to cause the withdrawal of the plunger 31 and unlock the entire mechanism for guiding and controlling the jaws 1,2.
  • the rotating motor 5 can then rotate the support 28 released and all the jaws 1.2.
  • the central unit 14 cuts the excitation of the electromagnet 30, the plunger 31 of this electromagnet can then descend into the one of the indexing holes 32 and lock the guide assembly of the jaws 1, 2 and of the part A in a new angular position around the vertical axis.
  • a reverse operation makes it possible to return the jaws 1 to their original position.
  • the holes 32 are diametrically opposite which allows an angular orientation of 180 ° and we can consider an adjustable mechanical system for this angle.
  • the clamp is of the type comprising an electric motor 5 mounted at the upper part of the chassis 10 and the rotor of which rotates a vertical threaded shaft 6, extending towards the bottom, on which is screwed a nut 7 blocked in rotation.
  • This nut 7 is integral, at its lower part, with a piezoelectric element 33, such as quartz or an anisotropic ceramic for example, connected to the electrical control circuit of the clamp which comprises in the same way as above a unit central processing unit 14 connected to a circuit 15 for controlling the intensity of the electric field of the piezoelectric element 33 and a circuit 16 for controlling the electric motor 5, said circuit 15 for controlling the intensity of the electric field comprises means 17, such as a potentiometer for example, making it possible to easily and finely adjust the clamping force of the jaws 1,2 as will be explained below.
  • a piezoelectric element 33 such as quartz or an anisotropic ceramic for example
  • the coupling between the piezoelectric element 33 and the jaws 1,2 is obtained as previously by pins 13 integral with said piezoelectric element 33 positioned near its underside and engaged in yokes provided in the end parts of the upper branches of the jaws 1,2 which are made in the form of levers with two branches inclined to each other at an obtuse angle, their two branches lower constituting the two jaws 1,2 proper.
  • the clamping force can be adjusted in the same way as above, by acting on the adjustment means 17 which varies the intensity of the electric current supplying the piezoelectric element 33 in order to vary, proportionally, the deformation of said element 33 and, consequently, the clamping force exerted on the part A.
  • the electric clamp provided with a piezoelectric element 33 can be adapted to the alternative embodiment of the clamp shown in Figure 6 without departing from the scope of the invention.
  • one of the jaws the jaw 1 for example, is fixed to the motor casing 5 and it is crossed by the threaded shaft 6.
  • the piezoelectric element 33 integral with the nut 7, forms then a single piece with the second jaw 2 being extended transversely on one side to form with said jaw 2 an arm parallel to the jaw 1.
  • the jaw 2 slides on a rod which is fixed perpendicular to the first jaw 1 itself even secured to the motor housing 5.
  • the electric clamp provided of a piezoelectric element 33 can be mounted on a support 28, as shown in FIG. 7, which can rotate by means of a bearing 29 inside the frame 10 of the clamp, without leaving the setting '1' invention.
  • the electromagnetic means or the piezoelectric element can be replaced by any type of transducer such as a magneto-restrictive, for example, that is to say by any means transforming electrical energy into a mechanical energy.

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Abstract

L'invention concerne une pince à commande électrique pour la manipulation, le serrage, le bridage ou analogue de pièces, comportant des mors (1,2) mobiles, un moteur électrique (5) entraînant en rotation un arbre fileté (6) et un ensemble de guide et de pilotage des mors mobiles (1,2) comprenant un écrou (7) vissé sur l'arbre en étant bloqué en rotation, remarquable en ce que l'ensemble de guidage et de pilotage des mors (1,2) comprend en outre un transducteur produisant, lorsqu'il est excité par un courant électrique, un champ magnétique ou électrique temporaire pendant chaque phase de serrage, ce transducteur étant solidaire de l'écrou (7) et accouplé à l'un au moins des mors (1,2) de telle façon que lesdits mors (1,2) de la pince soient serrés sur une pièce (A) située entre eux lorsque ledit transducteur est excité par un courant électrique.

Description

PINCE A COMMANDE ELECTRIQUE POUR LA MANIPULATION, LE SERRAGE, LE BRIDAGE OU ANALOGUE DE PIECES.
La présente invention concerne une pince de manipulation de pièces à commande électrique.
On connaît déjà des pinces du type précité qui comportent généralement un moteur électrique entraînant en rotation un arbre fileté sur lequel est vissé un écrou bloqué en rotation. Cet écrou est relié, par un mécanisme de liaison approprié, aux mors de la pince de telle façon que, lorsque le moteur électrique tourne dans un sens ou dans l'autre, 1 ' écrou se déplace axialement sur l'arbre fileté et provoque, par l'intermédiaire du mécanisme de liaison, les mouvements d'ouverture et de fermeture des mors, en fonction du sens de rotation du moteur et par conséquent de l'arbre fileté.
La présente invention concerne des perfectionnements apportés à une pince de manipulation du type précité dans le but de faciliter le réglage d'un effort de serrage de chaque pièce, après la fermeture des mors, tout en utilisant un moteur de faible puissance afin d'économiser de l'énergie et de réduire l'encombrement de la pince. A cet effet, cette pince à commande électrique pour la manipulation , le serrage, le bridage ou analogue de pièces, comportant des mors mobiles pendant des phases d'ouverture, de fermeture et de serrage des pièces, un moteur électrique entraînant en rotation un arbre fileté, et un ensemble de guidage et de pilotage des mors mobiles comprenant un écrou vissé sur l'arbre en étant bloqué en rotation et des moyens de liaison entre 1 ' écrou et les mors de la pince, est remarquable en ce que l'ensemble de guidage et de pilotage des mors comprend en outre un transducteur produisant, lorsqu'il est excité par un courant électrique, un champ magnétique ou électrique temporaire pendant chaque phase de serrage, ce transducteur étant solidaires de l' écrou et accouplés à l'un au moins des mors afin de les attirer ou respectivement de les repousser de telle façon que lesdits mors de la pince soient serrés sur une pièce située entre eux lorsque ledit transducteur produit son champ magnétique ou respectivement électrique temporaire.
On décrira ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique d'une pince de manipulation suivant la présente invention et de son circuit de commande électrique,
- les figures 2A,2B,2C sont des schémas illustrant les mouvements de diverses parties mobiles de la pince, respectivement pendant les phases d'ouverture, de fermeture et de serrage,
- la figure 3 est une vue schématique d'une forme d'exécution d'une pince à commande électrique suivant l'invention, en position d'ouverture des mors,
- la figure 4 est une vue schématique semblable à celle de la figure 3, après la fermeture des mors et pendant un serrage d'une pièce,
- les figures 5,6,7 et 8 sont des vues schématiques de diverses variantes d'exécution de la pince de manipulation suivant l'invention.
Sur la figure 1 est représentée schématiquement une pince de manipulation d'axe vertical comportant deux mors 1,2 symétriques par rapport à un plan diamétral, montés respectivement à pivotement autour d'axes parallèles horizontaux 3,4 solidaires d'un châssis 10 de la pince. La pince comporte un moteur électrique 5 monté à la partie supérieure du châssis 10 et dont le rotor entraîne en rotation un arbre fileté vertical 6, s ' étendant vers le bas, sur lequel est vissé un écrou 7 bloqué en rotation. Cet écrou 7 est solidaire, à sa partie inférieure, de la culasse d'un élément électromagnétique générateur d'un champ magnétique temporaire 8 comportant une face polaire transversale inférieure 8a opposée à 1 ' écrou 7. L'élément électromagnétique précité est constitué par tout dispositif comportant un circuit magnétique et un bobinage d'excitation qui produit un champ magnétique lorsque le bobinage est parcouru par un courant. Un tel dispositif peut être constitué par un électroaimant et dans ce cas le champ magnétique temporaire est produit lorsque le bobinage est excité, ou bien encore par une ventouse magnétique à aimant permanent dont le champ magnétique permanent est annulé par celui produit par le bobinage de la ventouse lorsque ce bobinage est excité. Dans la description qui va suivre, on considérera que le générateur de champ magnétique temporaire 8 est constitué en fait par un électroaimant . L ' électroaimant 8 est solidaire d'une tige axiale 9 qui s'étend vers le bas à partir de sa face polaire 8a et qui comporte une butée 11 à son extrémité inférieure. Sur la tige axiale 9 et entre la face polaire 8a. de 1 ' électroaimant 8 et la butée 11 est monté à coulissement libre un noyau 12 en matériau ferromagnétique. Ce noyau 12 constitue une armature mobile pour électroaimant 8 et il est accouplé aux mors 1 et 2 de manière que son mouvement de coulissement sur la tige axiale 9 provoque un pivotement des mors 1,2, autour de leurs axes respectifs 3,4, dans des sens opposés. L'accouplement entre le noyau ferromagnétique 12 et les mors 1,2 est représenté schématiquement par des tétons 13, solidaires du noyau 12 et engagés dans des chapes prévues dans les parties extrêmes des branches supérieures des mors 1,2 qui sont réalisés sous la forme de leviers à deux branches inclinées entre elles en formant un angle obtus, leurs deux branches inférieures constituant les deux mors 1,2 proprement dits.
Le circuit de commande électrique de la pince suivant l'invention qui est représenté sous une forme schématique sur la figure 1, comporte une unité centrale de traitement 14 qui est connectée à un circuit 15 de commande de la puissance de 1 ' électroaimant 8 et à un circuit 16 de commande du moteur électrique 5. Le circuit 15 de commande de la puissance de 1 ' électroaimant 8 comporte un moyen 17, tel qu'un potentiomètre par exemple, permettant de régler aisément et finement l'effort de serrage des mors 1 et 2 comme il sera précisé plus loin.
Le circuit 16 commande, en fonction des informations fournies par l'unité de traitement 14, le sens de rotation du moteur et sa vitesse ainsi que sa mise en marche.
Le circuit de commande électrique comprend également un détecteur 18 de blocage du moteur 5, en fin de phase de fermeture des mors 1,2, ce détecteur 18 étant connecté à l'unité de traitement 14 d'une part directement, d'autre part par l'intermédiaire d'un circuit de temporisation 19.
On décrira maintenant, en se référant plus particulièrement aux figures 2A,2B, 2C le fonctionnement de la pince à commande électrique décrite ci-dessus qui exerce son effort de serrage après la fermeture des mors 1,2. Initialement, les mors 1,2 doivent être placés dans la position d'ouverture représentés schématiquement sur la figure 1, position dans laquelle ils sont situés l'un et l'autre à une certaine distance d'une pièce A devant être saisie par la pince. La position d'ouverture des mors 1,2 est atteinte en faisant tourner le moteur 5 et l'arbre 6 dans le sens indiqué par la flèche SI sur la figure 2A. Par suite de cette rotation, 1 ' écrou 7, 1 ' électroaimant 8, le noyau ferromagnétique 12 accolé à 1 ' électroaimant 8 et la tige 9 sont tous déplacés conjointement vers la droite et ce mouvement provoque l'ouverture des mors 1,2.
Lorsque les mors 1,2, précédemment ouverts, doivent être refermés pour saisir une pièce A disposée entre eux, on fait tourner le moteur 5 et l'arbre fileté 6, en sens inverse du précédent, c'est-à-dire dans le sens indiqué par la flèche S2 sur la figure 2B. A la suite de ce mouvement, 1 ' écrou 7, 1 ' électroaimant 8 et la tige 9 sont déplacés vers la gauche, et le noyau ferromagnétique 12 l'est également du fait qu'il se trouve être entraîné par la butée extrême 11 appliquée contre lui. Par suite de ce mouvement du noyau ferromagnétique 12, les mors 1,2 pivotent autour de leurs axes respectifs 3,4, dans le sens de la fermeture et ils viennent s'appliquer contre les faces en regard de la pièce A à manipuler.
Après la phase de fermeture a lieu une phase de serrage des mors 1,2. Au cours de cette phase, ainsi qu'il est illustré sur la figure 2C, le moteur 5 et l'arbre 6 sont maintenus à l'arrêt et 1 ' électroaimant 8 est alimenté en courant de manière qu'il produit un champ magnétique provoquant l'attraction du noyau ferromagnétique 12 vers la face polaire 8a de 1 ' électroaimant 8. Ceci est rendu possible du fait que le noyau ferromagnétique 12 coulisse librement sur la tige 9. Cette attraction du noyau ferromagnétique 12 se traduit par un effort de serrage exercé par les mors 1,2 sur les faces en regard de la pièce A, cet effort de serrage pouvant être réglé à volonté en agissant sur le moyen de réglage 17. L'effort de serrage est maintenu, sous le contrôle de l'unité de traitement 14, pendant toute la durée du déplacement de la pièce A par la pince .
Le début de l'excitation de 1 ' électroaimant 8, pour chaque phase de serrage, est commandé par le détecteur 18 du blocage du moteur 5. Autrement dit, lorsqu'en fin d'opération de fermeture, les mors 1,2 viennent en contact avec la pièce A, l'ensemble mobile 7,8,9,13 est bloqué et l'arbre 6 et le moteur 5 ne peuvent plus tourner. L'arrêt du moteur est signalé par le détecteur 18 à l'unité de traitement 14 qui agit alors sur le circuit 15 pour provoquer l'excitation de 1 ' électroaimant 8 et le serrage de la pièce A.
Les figures 3 à 8 représentent diverses variantes d'exécution de la pince de manutention suivant l'invention. Sur ces diverses figures, des éléments constitutifs de la pince sont affectés des mêmes numéros de référence que ceux utilisés sur la figure 1.
Dans la variante d'exécution représentée sur les figures 3 et 4 , la pince est toujours du type exerçant son effort de serrage après la fermeture des mors 1,2, mais ses mors 1,2 ne sont pas montés pivotants et ils se déplacent en translation en restant parallèle l'un à l'autre, en étant montés à coulissement sur une tige horizontale commune 21 fixée à la partie inférieure du châssis 10. Pour provoquer ce mouvement de coulissement des mors 1,2, le noyau ferromagné ique est accouplé aux extrémités de deux premières branches de deux leviers coudés 22,23, symétriques par rapport à un plan diamétral, pivotant autour d'axes respectifs 24,25 et dont les secondes branches sont accouplées respectivement aux mors 1 et 2. Les liaisons entre les leviers coudés 22,23 et le noyau ferromagnétique 12 d'une part et les mors 1,2 d'autre part peuvent être réalisés de toute façon appropriée, par exemple aux moyens de tétons coulissant dans des chapes ou lumières prévues aux extrémités des branches des leviers comme représenté sur les figures 3 et 4. La figure 3 représente les mors 1,2 écartés en position d'ouverture, dans laquelle ils se trouvent appliqués contre des butées de fin de course respectives 26,27. Dans la position d'ouverture, l'ensemble mobile verticalement, constitué de 1 ' écrou 7, de 1 ' électroaimant 8, de la tige 9 et du noyau ferromagnétique 12, se trouve dans sa position extrême inférieure. Sur la figure 4, les mors 1 et 2 sont représentés en position de fermeture et en train d'être serrés contre la pièce A. Dans cette position l'ensemble mobile des pièces 7,8,9,12 est remonté dans une position. supérieure. L ' électroaimant 8 est alors excité, le noyau ferromagnétique est attiré vers la face polaire 8a de 1 ' électroaimant 8, ainsi qu'il est indiqué par les flèches a, et les mors 1,2 exercent, sur la pièce A, des efforts de serrage indiqués par les flèches b. La pince représentée sur la figure 5 est semblable à celle représentée sur les figures 3 et 4 mais les positions du noyau ferromagnétique 12 et de 1 ' électroaimant 8 ont été permutées. Plus particulièrement, 1 ' écrou 7 est solidaire, vers le bas, d'une tige de grand diamètre, constituant, à son extrémité inférieure, la butée 11 précédemment décrite et qui est prolongée vers le bas par la tige 9 de plus petit diamètre sur laquelle coulisse librement le noyau ferromagnétique 12, et 1 ' électroaimant 8 est solidaire de l'extrémité inférieure de la tige 9. Sa face polaire 8a est en position supérieure, en regard du noyau ferromagnétique 12. La pince représentée sur la figure 5 permet d'obtenir un serrage des mors 1,2 à la suite du mouvement d'ouverture de ceux-ci, cette disposition étant utile pour la manipulation de pièces par une surface intérieure telle que celle d'un tube.
La figure 6 représente une variante d'exécution de la pince dans laquelle il n'y a pas de transformation de mouvement pour la commande des mors 1,2. Dans ce cas, l'un des mors, à savoir le mors 1, est fixé au carter du moteur 5 et il est traversé par l'arbre fileté 6. Par ailleurs le noyau ferromagnétique 12, situé entre la face polaire 8a de 1 ' électroaimant 8 et la butée 11 située à l'extrémité de la tige 9 forme une seule pièce avec le second mors 2 en étant, à cet effet prolongé transversalement d'un côté pour former, avec le mors 2, un bras parallèle au mors 1. Le mors 2 coulisse sur la tige 21 qui est fixée perpendiculairement au premier mors 1 lui- même solidaire du carter du moteur 5. Dans cette forme d'exécution, le mors 1 est fixe et seul le mors 2 se déplace en translation, en restant parallèle au mors 1.
Dans la variante d'exécution représentée sur la figure 7, la pince est du type illustré sur les figures 3 et 4. Dans cette variante d'exécution, l'ensemble du mécanisme de guidage et de pilotage des mors 1,2, c'est-à- dire essentiellement 1 ' écrou 7, 1 ' électroaimant 8, la tige 9 et le noyau ferromagnétique 12, est monté sur un support 28 qui peut tourner, par l'intermédiaire d'un roulement 29, à l'intérieur du châssis 10 de la pince, lequel porte le moteur électrique 5 à sa partie supérieure. La rotation du support 28 de l'ensemble du mécanisme de guidage et de pilotage des mors 1 et 2 peut être bloqué par un électroaimant 30 dont la bobine est solidaire du châssis 10 et dont un plongeur 31 pénètre dans l'un de plusieurs trous d'indexation 32 ménagés dans le support 28 des mors 1,2. Lorsque la pince est en serrage et qu'une information d'orientation de la pièce A parvient à l'unité centrale de traitement 14 (figure 1) . Cette dernière commande l'excitation de 1 ' électroaimant 30 pour provoquer le retrait du plongeur 31 et débloquer l'ensemble du mécanisme de guidage et de pilotage des mors 1,2. Le moteur 5 en rotation peut alors faire tourner le support 28 débloqué et l'ensemble des mors 1,2.Dès que la pièce A est placée dans la position appropriée, l'unité centrale 14 coupe l'excitation de 1 ' électroaimant 30, le plongeur 31 de cet électroaimant peut alors descendre dans l'un des trous d'indexation 32 et verrouiller l'ensemble de guidage des mors 1,2 et de la pièce A dans une nouvelle position angulaire autour de l'axe vertical. Après libération de la pièce A, une opération inverse permet de ramener les mors 1 dans leur position d'origine. Dans le cas illustré sur la figure 7, les trous 32 sont diamétralement opposés ce qui permet une orientation angulaire de 180° et on peut envisager un système mécanique ajustable pour cet angle.
Enfin, dans une dernière variante d'exécution représentée sur la figure 8, la pince est du type comportant un moteur électrique 5 monté à la partie supérieure du châssis 10 et dont le rotor entraîne en rotation un arbre fileté vertical 6, s ' étendant vers le bas, sur lequel est vissé un écrou 7 bloqué en rotation. Cet écrou 7 est solidaire, à sa partie inférieure, d'un élément piézo-électrique 33, tel que du quartz ou une céramique anisotrope par exemple, connecté au circuit de commande électrique de la pince qui comporte de la même manière que précédemment une unité centrale de traitement 14 connectée à un circuit 15 de commande de l'intensité du champ électrique de l'élément piézoélectrique 33 et un circuit 16 de commande du moteur électrique 5, ledit circuit 15 de commande de l'intensité du champ électrique comporte un moyen 17, tel qu'un potentiomètre par exemple, permettant de régler aisément et finement l'effort de serrage des mors 1,2 comme il sera précisé plus loin. L'accouplement entre l'élément piézoélectrique 33 et les mors 1,2 est obtenu comme précédemment par des tétons 13 solidaires dudit élément piézoélectrique 33 positionné à proximité de sa face inférieure et engagé dans des chapes prévues dans les parties extrêmes des branches supérieures des mors 1,2 qui sont réalisés sous la forme de leviers à deux branches inclinées entre- elles en formant un angle obtus, leurs deux branches inférieures constituant les deux mors 1,2 proprement dit.
On décrira maintenant, en se référant à la figure 8, le fonctionnement de la pince à commande électrique décrite ci-dessus qui exerce son effort de serrage après la fermeture des mors 1,2. Après la phase de fermeture des mors 1,2 obtenue par la rotation du moteur 5, le moteur 5 et l'arbre 6 sont maintenus à l'arrêt et l'élément piézoélectrique 33 est alimenté en courant électrique de telle manière que ses faces soient polarisées, créant ainsi un champ électrique entre ses faces polarisées qui provoque la déformation dudit élément 33 suivant l'axe vertical, comme l'indique la flèche g. La déformation de l'élément piézoélectrique 33 se traduit alors par un effort de serrage exercé par les mors 1,2 sur les faces en regard de la pièce A. En effet, la déformation de l'élément 33 provoque le déplacement vers le bas des tétons 13 entraînant en rotation autour de leurs axes respectifs 3 et 4 les mors 1 et 2 qui sert la pièce A.
Il est bien évident que l'effort de serrage peut être réglé de la même manière que précédemment, en agissant sur le moyen de réglage 17 qui fait varier l'intensité du courant électrique alimentant l'élément piézo-électrique 33 afin de faire varier, de manière proportionnelle, la déformation dudit élément 33 et, par conséquent, la force de serrage exercée sur la pièce A.
Par ailleurs, la pince électrique munie d'un élément piézo-électrique 33 peut être adaptée à la variante d'exécution de la pince représentée sur la figure 6 sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Dans ce cas, l'un des mors, le mors 1 par exemple, est fixé au carter du moteur 5 et il est traversé par l'arbre fileté 6. L'élément piézo-électrique 33, solidaire de 1 ' écrou 7, forme alors une seule pièce avec le second mors 2 en étant prolongé transversalement d'un côté pour former avec ledit mors 2 un bras parallèle au mors 1. De plus, le mors 2 coulisse sur une tige qui est fixée perpendiculairement au premier mors 1 lui-même solidaire du carter du moteur 5.
De plus, il va de soi que la pince électrique munie d'un élément piézo-électrique 33 peut être montée sur un support 28, tel que représenté sur la figure 7, qui peut tourner par l'intermédiaire d'un roulement 29 à l'intérieur du châssis 10 de la pince, sans sortir du cadre' de 1 ' invention.
Il est bien entendu que le moyen électromagnétique ou l'élément piézo-électrique peut être remplacé par tout type de transducteur tel qu'un magnéto-strictif, par exemple, c'est-à-dire par tout moyen transformant une énergie électrique en une énergie mécanique.
Enfin, il va de soi que la pince à commande électrique suivant 1 ' invention trouvera de nombreuses applications dans des domaines industriels variés telles que les vérins dit de bridage et plus particulièrement les systèmes de "clamping" de ferrage automobile par exemple, et que les exemples que l'on vient de donner ne sont que des illustrations particulières en aucun cas limitatives des domaines d'applications de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Pince à commande électrique pour la manipulation, le serrage, le bridage ou analogue de pièces, comportant des mors (1,2) mobiles pendant des phases d'ouverture, de fermeture et de serrage des pièces, un moteur électrique (5) entraînant en rotation un arbre fileté (6) et un ensemble de guide et de pilotage des mors mobiles (1,2) comprenant un écrou (7) vissé sur l'arbre en étant bloqué en rotation et des moyens de liaison entre 1 ' écrou (7) et les mors (1,2) de la pince, caractérisée en ce que l'ensemble de guidage et de pilotage des mors (1,2) comprend en outre un transducteur produisant, lorsqu'il est excité par un courant électrique, un champ magnétique ou électrique temporaire pendant chaque phase de serrage, ce transducteur étant solidaire de 1 ' écrou (7) et accouplé à l'un au moins des mors (1,2) afin de les attirer ou de les repousser de telle façon que lesdits mors (1,2) de la pince soient serrés sur une pièce (A) située entre eux lorsque ledit transducteur produit son champ magnétique ou respectivement électrique temporaire. 2 - Pince suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'il comprend un moyen électromagnétique (8) pour produire un champ magnétique temporaire pendant chaque phase de serrage, ce moyen électromagnétique (8) étant solidaire de 1 ' écrou (7) et présentant une face polaire transversale (8a), et un noyau ferromagnétique (12) monté à coulissement libre sur une tige axiale (9) entre . une butée (11) et la face polaire transversale (8a) du moyen électromagnétique (8) , le noyau ferromagnétique (12) étant accouplé à l'un au moins des mors (1,2) et formant une armature mobile pouvant être attirée par le moyen électromagnétique (8) de telle façon que les mors (1,2) de la pince soient serrés sur une pièce (A) située entre eux lorsque le moyen électromagnétique (8) produit son champ magnétique temporaire. 3 - Pince suivant la revendication 2 caractérisée en ce que le moyen électromagnétique (8) est constitué par un électroaimant dont le bobinage est excité pendant chaque phase de serrage .
4 - Pince suivant la revendication 2 caractérisée en ce que le moyen électromagnétique (8) est constitué par une ventouse magnétique à aimant permanent et à bobinage produisant, lorsqu'il est excité, un champ magnétique annulant celui de 1 ' aimant permanent .
5 - Pince suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'il comprend un élément piézo-électrique produisant un champ électrique temporaire pendant chaque phase de serrage, cet élément piézo-électrique (33) étant solidaire de 1 ' écrou (7) et accouplé à l'un au moins des mors (1,2) pour les repousser de telle façon que les mors (1,2) de la pince soient serrés sur une pièce (A) située entre-eux lorsque l'élément piézo-électrique (33), excité par un courant électrique, produit son champ électrique temporaire et se déforme.
6 - Pince suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisée en ce que le noyau ferromagnétique (12) ou l'élément piézo-électrique est accouplé à des premières branches de deux leviers coudés opposés (1,2,-22, 23) symétriques par rapport à un plan axial, montés pivotants en sens inverse autour d'axes respectifs (3,4;24,25).
7 - Pince suivant la revendication 6 caractérisée en ce que les deux leviers pivotants comportent des secondes branches constituant respectivement les deux mors (1,2).
8 - Pince suivant la revendication 6 caractérisée en ce que les deux leviers pivotants (22,23) comportant des secondes branches qui sont accouplées aux deux mors (1,2) montés parallèlement l'un à l'autre et à coulissement sur une tige (21) portant deux butées de fin de course (26,27) .
9 - Pince suivant l'une quelconque des revendications 2,3,4,6,7 et 8 caractérisée en ce qu'elle comporte successivement, à partir de 1 ' écrou (7) et en direction des mors (1,2) le moyen électromagnétique (8) solidaire de 1 ' écrou (7), sa face polaire transversale (8a), la tige axiale (9) s ' étendant à partir de la face polaire (8a) , le noyau ferromagnétique (12) coulissant sur la tige (9) et la butée (11) à l'extrémité de la tige ( 9 ) .
10 - Pince suivant l'une quelconque des revendications 2,3,4,6,7 et 8 caractérisée en ce qu'elle comporte successivement, à partir de 1 ' écrou (7) et en direction des mors (1,2) une tige de grand diamètre constituant, à son extrémité, la butée (11) , la tige (9) de plus petit diamètre sur laquelle coulisse le noyau ferromagnétique (12) , la face transversale (8a) et le moyen électromagnétique (8) . 11 - Pince suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisée en ce qu'un premier mors (1) est fixé au carter du moteur (5) étant traversé par l'arbre fileté (8), le noyau ferromagnétique (12) ou l'élément piézo-électrique forme une seule pièce avec le second mors (2), un bras parallèle au premier mors (1) et le second mors (2) coulisse sur une tige (21) qui est fixée perpendiculairement au premier mors (1) .
12 - Pince suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisée en ce que l'ensemble de guidage et de pilotage des mors (1,2) comprenant essentiellement 1 ' écrou (7) et les moyens électromagnétiques ou l'élément piézo-électrique, est monté sur un support (28) qui peut tourner, par l'intermédiaire d'un roulement (29), à l'intérieur d'un châssis (10) de la pince portant le moteur (5) , et il peut être bloqué par un électroaimant (30) dont la bobine est solidaire du châssis (10) et dont un plongeur (31) pénètre dans l'un de plusieurs trous d'indexation (32) ménagés dans le support (28) . 13 - Pince suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12 caractérisée en ce qu'elle comporte un circuit de commande électrique comprenant une unité centrale de traitement (14) reliée à un circuit (15,17) de commande de l'excitation du transducteur tels que des moyens électromagnétique (8) ou un élément piézoélectrique (33) et de sa puissance, à un circuit (16) de commande du moteur électrique (5) , à un détecteur (18) de blocage du moteur et éventuellement à un électroaimant (30) de blocage, dans une position angulaire déterminée, d'un support (28) de l'ensemble de guidage et de pilotage des mors (1,2) .
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