Outillage à ventouse(s) pour robot de manipulation

La présente invention concerne un outillage de préhension du type à ventouse(s) qui est associé à un robot pour la manipulation de produits en vue de leur mise en caisse, par exemple.

L'outillage actuel utilisé sur certaines machines d'encaissage de produits est constitué d'un support sur lequel sont généralement réparties plusieurs ventouses et ce support est fixé sur l'extrémité du bras d'un robot manipulateur. Les ventouses sont reliées par des conduits souples à un générateur de vide unique qui se situe sur le bâti de la machine d'encaissage et parfois sur le robot.

Les outillages étant très lourds par rapport à la masse des produits à manipuler comme, par exemple, des sachets ou des poches, les robots actuels sont surdimensionnés par rapport à la charge utile à manipuler. Des robots plus "légers" existent et ils sont aussi généralement très rapides mais ils ne peuvent pas être exploités au mieux de leurs capacités en raison, d'une part, du poids des outillages utilisés et, d'autre part, de leur capacité d'accélération et de leur vitesse d'évolution.

En effet, cette rapidité dans les mouvements génère des accélérations qui deviennent vite problématiques ; ces accélérations sont peu compatibles avec le système de préhension des produits par ventouses.

L'efficacité de l'accrochage des produits dépend exclusivement de l'efficacité des ventouses ; elle dépend notamment de la dépression et du taux de fuite qui régnent au niveau de chacune d'elles. Lorsque l'une des ventouses lâche son produit, la dépression au niveau des autres ventouses devient globalement insuffisante et c'est tout le lot de produits qui se disperse.

L'alimentation des ventouses, qui se situent à une certaine distance du ou des générateurs de vide, s'effectue au moyen de conduites souples plus ou moins longues avec des pertes de charge. De plus, les conduites et raccords sont sujets à des phénomènes d'usure au contact des différents bras du robot et en particulier au niveau des articulations et, de ce fait, ils se dégradent et peuvent provoquer des incidents liés à la perte de dépression.

II existe des dispositifs à ventouses, comme décrit dans le document US3716307, aménagés pour permettre de maintenir et de sécuriser la liaison entre le produit à manipuler et sa ventouse, en cas de perte de dépression.

Ce genre de dispositif est utilisé pour manœuvrer des plaques de verre, par exemple, mais il n'est pas spécialement adapté pour équiper un robot qui fonctionne à grande cadence et pour servir de tête de préhension pour des emballages.

L'outillage selon l'invention simplifie les circuits d'alimentation des ventouses et il supprime une bonne partie des risques de détérioration. Cette simplification des circuits permet aussi de réduire considérablement les pertes de charge entre le ou les générateurs de vide et la ou les ventouses.

L'outillage selon l'invention bénéficie d'une forte réduction de poids compte-tenu des matériaux utilisés et il rend possible l'utilisation d'un robot léger, et par conséquent très rapide, pour la manipulation à grande vitesse de produits dont la taille et le poids sont modestes, un poids de quelques dizaines ou centaines de grammes.

Avec l'outillage selon l'invention, le robot manipule une charge totale, comprenant ledit outillage et les produits à encaisser, qui est relativement faible, n'excédant pas 5 à 6 kg.

Cet outillage permet d'améliorer les cadences d'encaissage, par exemple, et, surtout, il diminue, voire supprime, les risques d'incidents.

Pour améliorer l'efficacité de la préhension des produits relativement légers par un robot du type rapide, l'outillage selon l'invention est constitué d'un corps en forme de bloc compact réalisé en matériau léger approprié, lequel bloc constituant le corps comporte : - un forage pour loger le générateur de vide qui se présente sous la forme d'une cartouche ; lequel forage constitue la chambre à vide et il s'étend, de façon étanche par l'intermédiaire de ladite cartouche, entre la chambre d'arrivée de l'air comprimé où débouche l'entrée de ladite cartouche et la chambre de détente qui fait office de silencieux du côté de la sortie de ladite cartouche où s'effectue l'échappement de l'air, et, - un circuit interne ultra court qui relie ladite chambre à vide et la ou les ventouses, ladite liaison étant constituée d'orifice(s) et/ou cavité(s), lequel circuit réduit, voire supprime, les pertes de charges,

- une partie allongée dans laquelle est logée la cartouche et,

- au moins une protubérance latérale contiguë à la chambre à vide, laquelle protubérance accueille une ventouse dont l'axe est parallèle à celui de la cartouche.

Selon une autre disposition de l'invention, le corps en forme de bloc est aménagé pour permettre son installation sur un socle afin de réaliser un outillage compact qui comporte plusieurs corps dont le nombre est adapté aux besoins, lesquels corps sont disposés verticalement, par couples, assemblés audit socle au niveau de la protubérance qui porte la ventouse et qui se situe sous ledit socle.

Toujours selon l'invention, le socle se fixe, au moyen d'une platine, sur le bras d'un robot, laquelle platine se situe au-dessus du niveau de la partie supérieure des corps en forme de bloc et elle est reliée audit socle au moyen de supports en forme de tiges filetées.

Selon une autre disposition de l'invention, le socle se présente sous la forme d'une tôle pliée et il comporte des perforations pour permettre le passage de la partie allongée supérieure des corps et l'assemblage de ces corps, sur ledit socle, s'effectue au moyen de vis qui coopèrent avec les protubérances. Toujours selon l'invention, l'outillage comporte une arrivée d'air comprimé au niveau de chaque corps qui se situe sous le socle et ces différentes arrivées d'air comprimé sont reliées entre elles et sur une alimentation commune qui se situe à l'une des extrémités dudit socle.

Selon une autre disposition de l'invention, le socle sert de support à des instruments de contrôle de la dépression qui règne au niveau des différentes ventouses, lesquels instruments de contrôle, du type vacuostats, sont chacun reliés, au moyen de tubulures, aux différentes chambres à vide des corps.

Toujours selon l'invention, l'outillage comporte une chambre commune de détente, laquelle chambre est délimitée par un chapeau perforé qui enveloppe un matériau en mousse qui fait office d'isolant acoustique, absorbant le bruit des différentes sorties par lesquelles s'échappe l'air comprimé qui traverse les cartouches.

Mais l'invention sera encore détaillée à l'aide de la description suivante et des dessins annexés, donnés à titre indicatif, et dans lesquels : - la figure 1 montre, sous forme de schéma fonctionnel, un outillage constitué d'un bloc élémentaire qui réunit la ou les ventouses, selon le cas, et le générateur de vide, lequel générateur se présente sous la forme d'une cartouche ;

- la figure 2 montre une cartouche couramment utilisée pour l'élaboration du vide au niveau des ventouses, laquelle cartouche est représentée en demi-vue externe et en demi-coupe longitudinale ;

- la figure 3 montre, en perspective, un mode de réalisation d'un outillage qui est constitué de plusieurs blocs élémentaires pour former un outillage compact, lequel outillage est, par exemple, installé sur un bras de robot manipulateur, non représenté.

La figure 1 montre un outillage que l'on peut qualifier d'outillage élémentaire. Cet outillage comprend : - un corps 1 qui est constitué d'un bloc compact en matériau léger, du type matériau thermoplastique, composite ou résine, lequel bloc est façonné par usinage et/ou par moulage et usinage,

- au moins une ventouse 2 qui est fixée sur ledit corps 1 ,

- un générateur de vide qui se présente sous la forme d'une cartouche 3, et ledit corps comporte des forages qui mettent en communication ladite cartouche 3 et ladite ventouse 2.

Ces forages constituent, d'une part, une chambre 4 à vide qui renferme la cartouche 3 et, d'autre part, un circuit interne ultra-court, en forme d'orifice ou de cavité 5, qui relie directement ladite chambre 4 à ladite ventouse 2. La chambre 4 à vide s'étend, de façon étanche par l'intermédiaire de la cartouche 3, entre l'entrée et la sortie de ladite cartouche 3, laquelle entrée constitue l'embouchure 6 et la sortie est en forme de tuyère 7.

Cette embouchure 6 communique avec la chambre 8 d'arrivée de l'air comprimé et la tuyère 7 débouche dans une chambre 9 de détente, laquelle chambre 9 se présente sous la forme d'un chapeau percé qui est garni d'un matériau 10 absorbant du genre mousse, faisant office de silencieux.

La cartouche 3 est logée dans la partie allongée du corps 1 et la ventouse 2 est fixée sur une protubérance 11 qui comporte la cavité 5, laquelle protubérance est disposée sur le côté de cette partie allongée dudit corps 1 ; l'axe 12 de ladite ventouse 2 et l'axe 13 de Ia cartouche 3 sont parallèles.

Ce corps 1, constitué d'un bloc renfermant une cartouche 3 et muni d'une ventouse 2, forme un outillage élémentaire qui peut, par exemple, être fixé sur l'extrémité d'un bras 14 de robot manipulateur, au niveau de la protubérance 11, au moyen de vis 15.

La protubérance 11 comporte aussi un bouchon 16 qui obstrue l'extrémité de la cavité 5.

La figure 2 montre, de façon plus détaillée, la cartouche 3 qui alimente la ventouse 2. Cette cartouche, du type à deux étages de vide, se présente sous la forme d'un cylindre entre l'embouchure 6 et la tuyère 7 et ce cylindre est muni de deux couples d'orifices 17 et 18, chaque couple d'orifices correspondant à un étage de vide.

Ce type de cartouche 3 peut aussi alimenter deux ventouses 2 et même plus, selon le cas, disposées en étoile, par exemple.

La figure 3 montre un outillage qui est constitué de plusieurs corps 1 , c'est-à-dire que chaque corps comporte une ventouse 2 et cette ventouse est alimentée par une cartouche 3 unique.

Sur la figure 1, une seconde ventouse 2' et une seconde protubérance 11 ' sont représentées en traits mixtes fins. La cartouche 3 peut en effet alimenter simultanément plusieurs ventouses selon la nature des produits à transférer et selon l'importance de la dépression souhaitée.

Les différents corps 1, dont le nombre est adapté aux besoins, sont réunis sur un socle 20 qui peut se fixer, au moyen d'une platine 21, sur le bras d'un robot, non représenté. Cette platine 21 se situe au-dessus du niveau de la partie supérieure des corps 1 et elle est reliée au socle 20 au moyen de supports 22 en forme de tiges filetées. Ce socle 20 se présente sous la forme d'une tôle pliée et il comporte des perforations pour permettre le passage de la partie allongée supérieure des corps 1 et l'assemblage de ces derniers sur ledit socle s'effectue au moyen de vis 25 qui coopèrent avec les protubérances 11.

L'arrivée d'air comprimé au niveau de chaque corps 1 se situe sous le socle 20 et ces différentes arrivées sont reliées entre elles et elles sont alimentées par une arrivée commune au moyen de la tubulure 26 qui se situe, par exemple, à l'une des extrémités dudit socle 20.

Le socle 20 peut aussi servir de support à des instruments de contrôle de la dépression régnant au niveau des différentes ventouses 2. Deux vacuostats 27 sont représentés ; ils sont chacun reliés, au moyen de tubulures 28, aux différentes chambres 4 à vide des corps 1.

La partie supérieure des corps 1 laisse apparaître la tuyère 7 des cartouches 3 qui se situe dans la chambre 29 de détente, laquelle chambre est délimitée par un chapeau 30 dont le rôle est identique à celui du chapeau dont il a été question figure 1.

Ce chapeau 30 est perforé et il enveloppe un matériau 10, en mousse, qui fait office d'isolant acoustique, absorbant le bruit des différentes sorties 7 par lesquelles s'échappe l'air comprimé qui traverse les cartouches 3.