FR2780670A1 - Module de travail robotise a cinematique parallele - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un module de travail robotisé à cinématique parallèle comprenant une plate-forme fixe, solidaire de la structure dudit module, et une plate-forme mobile par rapport à ladite structure et solidaire d'une plate-forme porte-outil, dont la construction de la jonction entre les deux plates-formes est simplifiée, plus compacte et par conséquent moins coûteuse. Les deux plates-formes sont reliées par six bras de liaison (13) extensibles et liés deux à deux, à une de leurs extrémités, par un dispositif d'articulation solidaire de la plate-forme mobile. La plate-forme fixe (10) comporte trois traverses (12) formant un triangle fixées à la structure dudit module par l'intermédiaire de plots d'ancrage (11). Chaque bras de liaison (13) est solidaire d'une desdites traverses (12) au moyen d'un élément de jonction (14) qui pivote dans ladite traverse au moyen d'un élément (19) définissant l'axe de rotation dudit élément (14), et ladite traverse est pivotante dans la plate-forme (1 0). Chaque plot d'ancrage (11) comporte deux alésages cylindriques (18) qui coopèrent avec un pivot (17) ménagé sur les faces d'extrémité (16) de deux traverses fixes (12).
Description
MODULE DE TRAVAIL ROBOTISE A CINEMATIQUE PARALLELE
La présente invention concerne un module de travail robotisé à cinématique parallèle dont le dispositif de transmission du mouvement comprend une plate-forme fixe, solidaire de la structure dudit module, et une plate-forme mobile par rapport à ladite structure et solidaire d'une plate-forme porte-outil, lesdites deux plates-formes étant reliées par des bras de liaison extensibles liés deux à deux, à une de leurs extrémités, par un dispositif d'articulation
solidaire de la plate-forme mobile.
Il existe actuellement sur le marché beaucoup de machines-outils, dites machines à cinématique parallèle, qui, pour obtenir un maximum de
possibilités de manoeuvrabilité de l'outil de travail, comportent deux plates-
formes, une plate-forme fixe liée à la structure de la machine et une plate-
forme mobile solidaire de la plate-forme porte-outil, ces deux platesformes étant reliées par des bras de liaison. Ces formes de réalisation, telles que par exemple celle décrite dans la publication PCT/GB92/00613, comportent six bras de liaison. Ces six bras sont reliés par paires à la plate-forme mobile et sont mobiles par rapport à la plate-forme fixe par l'intermédiaire de six rotules disposées de façon à former un hexagone. Lesdits bras sont entraînés par des moteurs sphériques. Ces machines, bien que très performantes, présentent des inconvénients dus à la disposition des bras de liaison. En effet la présence de six bras ayant des positions relatives non définies dans l'espace diminue la rigidité de la structure, donnent des machines complexes dont la réalisation est coûteuse et dans lesquelles il existe un risque de collision des bras selon le type de plate-forme mobile dont ils sont solidaires et selon les déplacements angulaires qu'on leur impose. De plus, dans ce type de machines, à cause du manque de rigidité, il est difficile de définir précisément la position des points zéro des axes et de mesurer facilement ces positions. En outre l'utilisation de moteurs sphériques pour l'entraînement
des bras n'est pas très fiable et coûteuse.
La présente invention se propose de pallier ces inconvénients en offrant un module de travail robotisé à cinématique parallèle dont la construction de la jonction entre les deux plates-formes est simplifiée, plus compacte et par conséquent moins coûteuse, o la rigidité de toute la structure ainsi que la manoeuvrabilité de l'outil sont augmentées par le fait que les bras définissent deux à deux des plans stables sans torsion, et qui permet de définir et de
mesurer la position des points zéro des axes avec une grande précision.
A cet effet, le module de travail tel que défini en préambule est caractérisé en ce que ladite plate-forme fixe comporte trois traverses formant un triangle et fixées à la structure dudit module par l'intermédiaire de plots d'ancrage, en ce que chaque bras de liaison est solidaire d'une desdites trois traverses au moyen d'un élément de jonction agencé pour pivoter dans ladite traverse, et
en ce que ladite traverse est pivotante dans ladite plate-forme.
Dans toutes les formes de réalisation, chaque traverse comporte deux
éléments de jonction, chaque élément étant associé à un bras de liaison.
Dans un mode de réalisation de l'invention, chaque traverse comporte un bâti rigide creux, et les éléments de jonction sont logés dans ledit bâti et solidaires des faces latérales de ce bâti au moyen d'un élément pivotant définissant
l'axe de rotation desdits éléments.
De façon avantageuse, chaque traverse comporte, sur chacune de ses faces d'extrémité, un pivot cylindrique, ces deux pivots définissant l'axe de rotation de ladite traverse, et chaque plot d'ancrage comporte deux alésages cylindriques, lesdits alésages étant agencés pour coopérer avec un pivot de
deux traverses.
De préférence, les axes de rotation des deux éléments de jonction sont parallèles et l'axe de rotation de chaque traverse est perpendiculaire au plan défini par lesdits axes de rotation des éléments de jonction, et est
perpendiculaire à ces axes.
De préférence, chaque bras de liaison passe par le point d'intersection de l'axe de rotation de l'élément de jonction dont il est solidaire, et de l'axe de
rotation de la traverse, et les deux bras de liaison sont coplanaires.
La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'un
exemple de réalisation préféré et des dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente une vue de la plate-forme fixe du module selon la présente invention, et la figure 2 représente une vue en perspective d'une traverse de la plate-forme
illustrée par la figure 1 et sa liaison avec la plate-forme mobile du module.
En référence aux figures, la plate-forme fixe 10 du dispositif de transmission du mouvement d'un module de travail robotisé à cinématique parallèle non représenté se présente sous la forme d'une plate-forme, qui dans la forme de réalisation illustrée est triangulaire, comportant trois plots 11 d'ancrage à la
structure (non représentée) du module reliés entre eux par des traverses 12.
Cette plate-forme 10 est reliée à une plate-forme mobile solidaire d'une plate-
forme porte-outil du module par six bras de liaison 13. A cet effet les traverses 12 sont pourvues d'éléments de jonction 14 agencés pour guider l'extrémité supérieure desdits bras de liaison 13, leur extrémité inférieure étant liée à un dispositif d'articulation 15 solidaire de la plate-forme mobile (non représentée)
qui ne fait pas l'objet de la présente invention.
Afin que les bras de liaison 13 puissent prendre toutes les inclinaisons nécessaires permettant au module de se conformer à un maximum d'exigences requises en préservant une rigidité optimale de toute la structure, les éléments de jonction 14 peuvent pivoter dans les traverses 12 et chaque traverse peut pivoter dans la plate-forme 10, chaque traverse étant liée respectivement à deux bras de liaison 13 par l'intermédiaire de deux éléments de jonction 14. Les deux bras de liaison de chaque traverse 12 sont convergents, leurs extrémités inférieures étant reliées par le dispositif
d'articulation 15.
Dans la forme de réalisation illustrée par les figures, chaque traverse 12 se présente sous la forme d'un bâti rigide creux de forme parallélépipédique, réalisé en tout matériau approprié. Ledit bâti comporte, au centre de chacune de ses faces d'extrémité 16, un pivot 17 de forme cylindrique agencé pour coopérer avec un alésage 18 correspondant ménagé dans un plot d'ancrage 11. Les deux pivots 17 de la traverse 12 permettent sa fixation dans les plots d'ancrage 11 et définissent son axe de rotation par rapport au plan fixe défini par lesdits plots, chaque plot comportant deux alésages qui coopèrent chacun
avec une traverse 12.
Les deux éléments de jonction 14 liés à chaque traverse 12 et à chaque bras 13 sont logés à l'intérieur du périmètre délimité par ce bâti vers les extrémités dudit bâti. Ces éléments sont réalisés sous la forme d'éléments parallélépipédiques dont deux faces opposées sont chacune pourvue en leur centre d'un élément 19 agencé pour coopérer avec un alésage correspondant ménagé dans les faces latérales 21 du bâti. Ces éléments 19 assurent la fixation dudit élément dans ledit bâti et sa rotation par rapport à la traverse 12, les deux axes de rotation des deux éléments de chaque traverse étant parallèles. Chaque élément 14 comporte en outre en son centre un alésage
traversant vertical 22 agencé pour recevoir un bras de liaison 13.
En raison de cette construction, l'axe de rotation de chaque traverse 12 est situé dans le plan défini par les deux axes rotation des éléments de jonction 14 et perpendiculaire à ces axes. De ce fait, chaque bras de liaison 13 passe par le point d'intersection de l'axe de rotation de l'élément de jonction 14 dont
il est solidaire, et de l'axe de rotation de la traverse 12 à laquelle il est lié.
Dans un module robotisé comportant six éléments de mouvements convergents, tels que les bras de liaison 13, la jonction de la plate- forme fixe avec lesdits éléments influence la rigidité générale de toute la structure à cinématique parallèle. Le fait que, dans le module selon l'invention, les bras de liaison 13 soient coplanaires deux à deux et définissent un plan stable sans torsion entre deux bras, permet d'améliorer la rigidité et la manoeuvrabilité dudit module et aboutit à une simplification de la construction
de cette jonction.
De plus, cette augmentation de rigidité facilite la définition de la configuration
de la position des points zéro des axes et la mesure de ces positions.
Ce type de jonction entre la plate-forme fixe et les bras de liaison peut être utilisé avec n'importe quelle plate-forme mobile, telle que par exemple une plate-forme triangulaire comportant trois dispositifs d'articulation sous la forme
de rotules ou de boules.
La présente invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite mais peut subir différentes modifications évidentes pour l'homme de métier. On peut, entres autres variantes possibles, prévoir la fixation des traverses sur les plots d'ancrage au moyen de roulements de support et la réalisation des traverses au moyen de montants latéraux solidaires d'éléments de fermeture
fixés à leurs extrémités.
Claims (9)
1. Module de travail robotisé à cinématique parallèle dont le dispositif de transmission du mouvement comprend une plate-forme fixe (10), solidaire de la structure dudit module, et une plate-forme mobile par rapport à ladite structure et solidaire d'une plate-forme porte-outil, lesdites deux plates-formes étant reliées par six bras de liaison (13) extensibles et liés deux à deux, à une
de leurs extrémités, par un dispositif d'articulation (15) solidaire de la plate-
forme mobile, caractérisé en ce que ladite plate-forme fixe (10) comporte trois traverses (12) formant un triangle et fixées à la structure dudit module par l'intermédiaire de plots d'ancrage (11), en ce que chaque bras de liaison (13) est solidaire d'une desdites traverses (12) au moyen d'un élément de jonction (14) agencé pour pivoter dans ladite traverse, et en ce que ladite traverse est
pivotante dans ladite plate-forme (10).
2. Module de travail selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque traverse (12) comporte deux éléments de jonction (14), chaque
élément étant associé à un bras de liaison (13).
3. Module de travail selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque traverse (12) comporte un bâti rigide creux, et en ce que les éléments de jonction (14) sont logés dans ledit bâti et solidaires des faces latérales (21) de ce bâti au moyen d'un élément pivotant (19) définissant l'axe de rotation
desdits éléments (14).
4. Module de travail selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque traverse (12) comporte, sur chacune de ses faces d'extrémité (16), un pivot cylindrique (17), ces deux pivots définissant l'axe de rotation de ladite traverse.
5. Module de travail selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que
chaque plot d'ancrage (11) comporte deux alésages cylindriques (18) lesdits alésages étant agencés pour coopérer avec un pivot (17) de deux traverses (12).
6. Module de travail selon la revendication 2, caractérisé en ce que les
axes de rotation des deux éléments de jonction (14) sont parallèles.
7. Module de travail selon les revendications 4 et 6, caractérisé en ce que
I'axe de rotation de chaque traverse (12) est parallèle au plan défini par les axes de rotation des éléments de jonction (14), et en ce qu'il est
perpendiculaire à ces axes.
8. Module de travail selon les revendications 1 et 7, caractérisé en ce que
chaque bras de liaison (13) passe par le point d'intersection de l'axe de rotation de l'élément de jonction dont il est solidaire, et de l'axe de rotation de
la traverse.
9. Module de travail selon la revendication 2, caractérisé en ce que les
deux bras de liaison (13) de chaque traverse (12) sont coplanaires.
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