FR2848133A1

FR2848133A1 - Device for removable liaison between tool support and machine element which forms wrist of welding robot comprises at least two radial fingers with hemispherical ends lodged in cylindrical body

Info

Publication number: FR2848133A1
Application number: FR0215368A
Authority: FR
Inventors: Didier Geraudie
Original assignee: Process Conception Ingenierie SA
Current assignee: Process Conception Ingenierie SA
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2004-06-11
Anticipated expiration: 2022-12-05
Also published as: FR2848133B1

Abstract

A device for the removable liaison between a work tool support and a machine element comprises at least two radial fingers (21) with hemispherical ends (24) lodged in a cylindrical body (20) of a removable part (9) and elastically applied towards a pin (11) of a first fixed part (7) in a manner that their hemispherical ends are normally thrust on the inclined truncated surface (12) of the pin.

Description

La présente invention concerne, d'une manièreThe present invention relates, in a way

générale, un dispositif de liaison déboîtable entre un support un outil de travail d'une pièce et un organe d'une machine permettant le déplacement de l'outil de travail relativement à cette pièce. general, a removable connection device between a support a work tool of a part and a member of a machine allowing the movement of the work tool relative to this part.

Elle s'applique, en particulier, à des installations de soudage robotisé o une torche de soudage est portée par un support de torche relié au nez du robot par l'intermédiaire d'un poignet déboîtable. It applies, in particular, to robotic welding installations where a welding torch is carried by a torch support connected to the nose of the robot by means of a removable wrist.

Dans cette application, la torche de soudage est soumise à des contraintes d'environnement pouvant provoquer, lors des déplacements du bras portant le nez du robot ou des trajectoires de soudage sur la pièce à souder, des collisions entre la torche et l'outillage ou 15 la pièce à souder, ou bien un coincement du faisceau de liaison à la torche. Par faicseau, on entend une gaîne comprenant essentiellement un câble électrique, un tuyau d'amenée de gaz, un tuyau d'amenée d'eau et un tuyau d'amenée d'air. In this application, the welding torch is subjected to environmental stresses which can cause, during movements of the arm carrying the nose of the robot or welding trajectories on the piece to be welded, collisions between the torch and the tooling or 15 the part to be welded, or else a jamming of the torch connection harness. The term "faicseau" means a sheath essentially comprising an electric cable, a gas supply pipe, a water supply pipe and an air supply pipe.

De telles collisions doivent entraîner impérativement et immédiatement l'arrêt du processus de soudage, c'est-à-dire l'arrêt des mouvements du bras du robot et l'arrêt de la soudure. En outre, une telle collision ne doit pas détériorer les éléments de 25 l'installation de soudage, à savoir le robot, le faisceau, la torche, l'outillage et la pièce à souder. Such collisions must immediately and immediately stop the welding process, that is to say stop the movements of the robot arm and stop the welding. Furthermore, such a collision must not damage the elements of the welding installation, namely the robot, the harness, the torch, the tools and the workpiece.

Une fois le problème ayant causé la collision résolu, la production doit reprendre rapidement dans les mêmes conditions qu'au moment de l'arrêt de 30 l'installation, c'est-à-dire que la torche de soudage doit être exactement à la même position qu'avant la collision accidentelle afin de garantir la qualité et la précision du processus de soudage. Once the problem causing the collision has been resolved, production must resume quickly under the same conditions as when the installation was stopped, that is to say that the welding torch must be exactly at the same position as before the accidental collision in order to guarantee the quality and precision of the welding process.

Par ailleurs, en fonctionnement normal, la torche 35 subit des tensions du faisceau dues aux mouvements du robot et qui ne doivent pas interrompre, ni dégrader la qualité de ces mouvements et de la soudure. De même, l'ensemble constitué par la torche de soudage et le support de torche est soumis, en phase de soudure, à la chaleur et aux projections de soudure incandescentes, qui se déposent notamment sur le poignet déboîtable et qui ne 5 doivent pas le détériorer par chaleur, ni le coincer par accumulation de scories. Furthermore, in normal operation, the torch 35 undergoes beam tensions due to the movements of the robot and which must not interrupt or degrade the quality of these movements and of the welding. Likewise, the assembly constituted by the welding torch and the torch support is subjected, during the welding phase, to heat and to incandescent welding projections, which are deposited in particular on the removable wrist and which must not deteriorate by heat, nor trap it by accumulation of slag.

Les divers dispositifs connus jusqu'à maintenant de liaison entre un support d'un outil de travail d'une pièce et un organe d'une machine permettant le 10 déplacement de l'outil de travail relativement à la pièce ne sont pas adaptés pour résoudre les problèmes ci-dessus exposés. On connait ainsi par le brevet US n0 5 782 445 un dispositif selon lequel le support d'une torche de 15 soudage est tenu par un aimant, le dispositif permettant de repositionner le support de torche, après décrochage de celui-ci, par un système trait-point-plan classique connu de longue date. Un tel dispositif n'est pas du tout adapté pour des mouvements d'une torche de soudage par un 20 robot qui s'exercent en translation selon les trois axes ou en rotation autour des trois axes, mouvements pouvant être rapides et relativement violents. En outre, ce dispositif connu n'assure pas de protection contre les projections de soudure de sorte que le repositionnement, 25 après décrochement du support de torche, n'est pas garanti en toute certitude. The various devices known up to now for connection between a support of a work tool of a workpiece and a member of a machine allowing the movement of the work tool relative to the workpiece are not suitable for solving the above problems. There is thus known from US Patent No. 5,782,445 a device according to which the support of a welding torch is held by a magnet, the device making it possible to reposition the torch support, after detaching it, by a system classic trait-point-plan known for a long time. Such a device is not at all suitable for movements of a welding torch by a robot which are exerted in translation along the three axes or in rotation around the three axes, movements which can be rapid and relatively violent. In addition, this known device does not provide protection against weld spatter so that repositioning, after detaching the torch support, is not guaranteed with any certainty.

On connait également par le brevet européen n0 0 484 456 un dispositif porte-chalumeau amovible par rupture pour machines à découper. Cependant, ce 30 dispositif connu n'est adapté que pour de faibles vitesses de déplacement du porte-chalumeau et il ne se détache pas en cas de collision accidentelle violente liée à une vitesse relativement élevée, pouvant provoquer de la sorte des dommages, par exemple par flexion, du 35 chalumeau. En outre, ce dispositif connu ne fonctionne que pour une torche symétrique autour de l'axe du dispositif, le moyen de détection d'une collision n'étant pas adapté à détecter une rotation de la torche autour de cet axe. Enfin, ce dispositif n'est pas parfaitement étanche, malgré la présence d'une protection souple à soufflet qui se dégrade fortement sous l'action des 5 projections de soudure et même dans le cas d'une torche non traversante, la fermeture de la face inférieure de ce dispositif connu ne peut s'effectuer par une pièce rigide, sinon on bloquerait le système entre la fermeture de l'étanchéité et la surface conique de centrage. Also known from European Patent No. 0 484 456 is a torch holder device removable by rupture for cutting machines. However, this known device is only suitable for low speeds of movement of the torch holder and it does not come off in the event of a violent accidental collision linked to a relatively high speed, which can thus cause damage, for example by bending, from the torch. In addition, this known device only works for a torch symmetrical around the axis of the device, the collision detection means not being adapted to detect a rotation of the torch around this axis. Finally, this device is not perfectly waterproof, despite the presence of a flexible bellows protection which degrades strongly under the action of 5 weld projections and even in the case of a non-through torch, the closing of the underside of this known device cannot be carried out by a rigid part, otherwise the system would be blocked between closing the seal and the conical centering surface.

La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients ci-dessus des dispositifs connus en proposant un dispositif de liaison déboitable entre un support d'un outil de travail d'une pièce et un organe d'une machine permettant le déplacement de l'outil de 15 travail relativement à la pièce, et qui est caractérisé en ce qu'il comprend deux parties, respectivement une première partie solidaire de l'organe de déplacement de l'outil et une seconde partie portant le support de l'outil de travail et déboîtable de la première partie 20 qui comprend une platine fixée à l'organe de déplacement de l'outil et une broche de centrage solidaire de la platine perpendiculairement à celle-ci, la broche comportant à son extrémité opposée à la platine une surface externe tronconique inclinée de façon ascendante 25 en sens opposé à la platine, en ce que la seconde partie déboîtable comprend un corps creux généralement cylindrique dans lequel pénètre coaxialement la broche de centrage en position normale non déboîtée de la seconde partie et au moins deux doigts radiaux à extrémités 30 hémisphériques logés dans des logements radiaux du corps cylindrique et sollicités élastiquement vers la broche de façon que leurs extrémités hémisphériques soient normalement en appui sur la surface tronconique de la broche pour, à la fois, centrer la seconde partie 35 relativement à la première partie et exercer sur la seconde partie un effort axial plaquant une face annulaire dressée du corps cylindrique de la seconde partie sur la face plane correspondante de la platine de la première partie, les doigts radiaux et la surface tronconique de la broche coopérant pour permettre un décalage en translation et en rotation de la seconde 5 partie relativement à la première partie sans déboîtement de la seconde partie lorsqu'un effort relativement faible résultant d'une collision accidentelle est exercé sur l'outil de travail et la seconde partie pouvant être déboîtée de la première partie par désengagement complet 10 de la broche de centrage des doigts radiaux de maintien lorsqu'un effort relativement important résultant d'une collision et supérieur aux efforts radiaux exercés élastiquement sur les doigts, est exercé sur l'outil de travail. Avantageusement, le dispositif comprend en outre un moyen interposé entre les première et seconde parties permettant de détecter le décalage en translation ou en rotation de la seconde partie relativement à la première partie ou le déboîtement de la seconde partie de la 20 première partie, et de fournir un signal d'arrêt de la machine et/ou du fonctionnement de l'outil de travail. The aim of the present invention is to eliminate the above drawbacks of known devices by proposing a removable connection device between a support for a work tool in one piece and a member of a machine allowing the movement of the work tool relative to the workpiece, and which is characterized in that it comprises two parts, respectively a first part secured to the tool displacement member and a second part carrying the support of the work tool and removable from the first part 20 which comprises a plate fixed to the tool movement member and a centering pin secured to the plate perpendicularly to the latter, the pin having at its end opposite the plate an external surface frusto-conical inclined upwardly 25 in the opposite direction to the plate, in that the second removable part comprises a generally cylindrical hollow body in which the coaxially penetrates the centering pin in normal position not disengaged from the second part and at least two radial fingers with hemispherical ends housed in radial housings of the cylindrical body and elastically biased towards the spindle so that their hemispherical ends are normally supported on the frustoconical surface of the spindle for both centering the second part 35 relative to the first part and exerting on the second part an axial force pressing an annular face erected from the cylindrical body of the second part on the corresponding flat face of the plate of the first part, the radial fingers and the frustoconical surface of the spindle cooperating to allow an offset in translation and in rotation of the second part relative to the first part without dislocation of the second part when a relatively low force resulting from a collision accidental is exerted on the work tool and the second part ie can be dislodged from the first part by complete disengagement of the centering pin of the radial holding fingers when a relatively large force resulting from a collision and greater than the radial forces exerted elastically on the fingers, is exerted on the tool of work. Advantageously, the device further comprises means interposed between the first and second parts making it possible to detect the offset in translation or in rotation of the second part relative to the first part or the disengagement of the second part from the first part, and provide a signal to stop the machine and / or the operation of the working tool.

De préférence, le moyen de détection comprend un micro-interrupteur fixé dans la platine de la première partie et un pion hémisphérique fixé au corps cylindrique 25 de la seconde partie à un emplacement en dehors de sa face dressée et contactant le micro-interrupteur en position normale non déboîtée de la seconde partie pour ne pas délivrer de signal d'arrêt de la machine et/ou du fonctionnement de l'outil de travail. Preferably, the detection means comprises a microswitch fixed in the plate of the first part and a hemispherical pin fixed to the cylindrical body 25 of the second part at a location outside its upright face and contacting the microswitch in position normal not disengaged from the second part so as not to deliver a signal to stop the machine and / or the operation of the working tool.

Le dispositif comprend, de plus, un axe fixé au corps cylindrique de la seconde partie parallèlement à l'axe longitudinal de ce corps et dont l'extrémité libre s'engage dans une empreinte en forme de vé de la première partie pour indexer la seconde partie relativement à la 35 première partie. The device further comprises an axis fixed to the cylindrical body of the second part parallel to the longitudinal axis of this body and the free end of which engages in a v-shaped imprint of the first part to index the second part relative to the first part.

Chaque doigt radial est sollicité radialement vers la broche de centrage par un ressort de compression monté précontraint entre le doigt et un capuchon amoviblement fixé au corps cylindrique de la seconde partie. Each radial finger is biased radially towards the centering pin by a compression spring mounted prestressed between the finger and a cap removably attached to the cylindrical body of the second part.

Chaque doigt est avantageusement en forme de douille fermée à une extrémité par une paroi transversale 5 comportant l'extrémité externe hémisphérique et dans laquelle est logé précontraint le ressort de compression faisant saillie de l'extrémité opposée de la douille et venant en appui sur le capuchon de fermeture. Each finger is advantageously in the form of a socket closed at one end by a transverse wall 5 comprising the hemispherical external end and in which is prestressed the compression spring projecting from the opposite end of the socket and coming to bear on the cap. closing.

La douille de chaque doigt comprend une collerette 10 à son extrémité opposée à la paroi transversale et qui vient en appui sur le bord de son logement radial pour retenir le doigt dans celui-ci lorsque la seconde partie est déboîtée de la première partie. The sleeve of each finger comprises a flange 10 at its end opposite to the transverse wall and which bears on the edge of its radial housing to retain the finger therein when the second part is disengaged from the first part.

Les première et seconde parties sont reliées l'une 15 à l'autre par une élingue permettant de retenir la seconde partie à la première partie lorsqu'elle est complètement désolidarisée de la première partie. The first and second parts are connected to each other by a sling making it possible to retain the second part to the first part when it is completely detached from the first part.

De préférence, le dispositif comprend trois doigts radiaux régulièrement espacés autour de l'axe 20 longitudinal du corps cylindrique de la seconde partie. Preferably, the device comprises three radial fingers regularly spaced around the longitudinal axis of the cylindrical body of the second part.

Le dispositif forme avantageusement un poignet d'un robot de soudage disposé entre un support d'une torche de soudage constituant l'outil de travail, la platine de la première partie étant amoviblement fixée au nez du robot, 25 constituant l'organe précité, par l'intermédiaire d'un flasque. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description 30 explicative qui va suivre en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 représente une installation de soudage robotisé à torche de soudage fixée au nez du 35 robot par l'intermédiaire d'un poignet déboîtable conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue du poignet déboîtable de l'invention avec demi-vue supérieure en coupe longitudinale; - la figure 3 est une vue du poignet du robot de la figure 2 en position déboîtée; - la figure 4 est une vue de côté suivant la flêche IV de la figure 2; - la figure 5 est une vue agrandie de la partie cerclée en V de la figure 3; la figure 6 est une vue en demi-coupe suivant la ligne VI de la figure 4; - la figure 7 est une vue agrandie de la partie cerclée en VII de la figure 2; - les figures 8 à 10 représentent différents états 15 d'un ensemble formant micro-interrupteur utilisé dans le poignet déboîtable de l'invention. The device advantageously forms a wrist of a welding robot disposed between a support of a welding torch constituting the working tool, the plate of the first part being removably fixed to the nose of the robot, constituting the aforementioned member, through a flange. The invention will be better understood, and other objects, characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly in the explanatory description which follows, with reference to the appended drawings given solely by way of example illustrating an embodiment. of the invention and in which: FIG. 1 represents a robotic welding installation with a welding torch fixed to the nose of the robot by means of a removable wrist according to the invention; - Figure 2 is a view of the removable wrist of the invention with upper half-view in longitudinal section; - Figure 3 is a view of the wrist of the robot of Figure 2 in the disengaged position; - Figure 4 is a side view along arrow IV of Figure 2; - Figure 5 is an enlarged view of the V-ringed part of Figure 3; Figure 6 is a half-sectional view along line VI of Figure 4; - Figure 7 is an enlarged view of the part circled in VII of Figure 2; - Figures 8 to 10 show different states 15 of an assembly forming a microswitch used in the removable wrist of the invention.

En se reportant tout d'abord à la figure 1, la référence 1 désigne une installation de soudage robotisé dont un bras de robot 2 porte par son nez de robot 3 une 20 torche de soudage 4 par l'intermédiaire d'un poignet déboîtable 5. La torche de soudage 4 est fixée au poignet 5 par un support de torche 6 pouvant être articulé relativement au poignet 5. Referring firstly to FIG. 1, the reference 1 designates a robotic welding installation of which a robot arm 2 carries by its robot nose 3 a welding torch 4 via a removable wrist 5 The welding torch 4 is fixed to the wrist 5 by a torch support 6 which can be articulated relative to the wrist 5.

Le robot 1 est programmé pour déplacer et 25 positionner la torche de soudage 4 relativement à une pièce sur laquelle doivent être exercées des opérations de soudage suivant la trajectoire déterminée précisément. The robot 1 is programmed to move and position the welding torch 4 relative to a workpiece on which welding operations are to be carried out along the precisely determined path.

La torche 4 est reliée à un faisceau d'alimentation électrique F de celleci. The torch 4 is connected to an electrical supply bundle F thereof.

Selon l'invention, le poignet 5 comprend, comme cela ressort mieux des figures 2 à 7, deux parties, respectivement une première partie 7 solidaire du nez du robot 3 par l'intermédiaire d'un flasque 8 et une seconde partie 9 portant le support de torche 6 et qui est 35 déboîtable de la première partie 7, comme on le verra ultérieurement. La première partie 7 du poignet 5 comprend une platine 10 amoviblement fixée au flasque 8 du nez du robot 3 et une broche de centrage 11 solidaire de la platine 10 perpendiculairement à celle-ci. According to the invention, the wrist 5 comprises, as can be seen more clearly from FIGS. 2 to 7, two parts, respectively a first part 7 secured to the nose of the robot 3 via a flange 8 and a second part 9 carrying the torch support 6 and which is removable from the first part 7, as will be seen later. The first part 7 of the wrist 5 comprises a plate 10 removably attached to the flange 8 of the nose of the robot 3 and a centering pin 11 secured to the plate 10 perpendicular thereto.

La broche 11 est de forme générale cylindrique et comporte au voisinage de son extrémité libre opposée à la platine 10 une surface externe tronconique en rampe 12 inclinée de façon ascendante en sens opposé à la platine 10. La surface tronconique en rampe 12 est réalisée dans 10 le prolongement vers l'extrémité libre de la broche il d'une gorge radialement externe 13 de la broche 11. The spindle 11 is of generally cylindrical shape and comprises, in the vicinity of its free end opposite the plate 10, a frustoconical external surface in a ramp 12 inclined upwardly in the opposite direction to the plate 10. The frustoconical surface in the ramp 12 is produced in 10 the extension towards the free end of the spindle 11 of a radially external groove 13 of the spindle 11.

La première partie 7 du poignet 5 comprend également un boîtier 14 à micro-interrupteur 15 amoviblement fixé à la platine 10 de façon que le micro15 interrupteur 15 fasse saillie légèrement au-delà d'une face plane 16 de la platine 10 s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal commun de la broche 11 et de la platine 10. Les figures 2 et 3 montrent que la face plane 16 est annulaire et fait 20 partie de la platine 10 concentriquement à l'axe longitudinal de cette dernière confondu avec celui du nez du robot 3. La pièce référencée 17 est la platine qui supporte le boitier 14. The first part 7 of the wrist 5 also comprises a housing 14 with microswitch 15 removably fixed to the plate 10 so that the microswitch 15 protrudes slightly beyond a flat face 16 of the plate 10 extending perpendicularly to the common longitudinal axis of the spindle 11 and of the plate 10. FIGS. 2 and 3 show that the flat face 16 is annular and forms part of the plate 10 concentrically with the longitudinal axis of the latter coincident with that of the nose of the robot 3. The part referenced 17 is the plate which supports the housing 14.

La première partie 7 comprend de plus un ensemble 25 de deux pièces l'une étant la fiche mâle 36 amoviblement fixée à la platine 17 qui elle-même est fixée à la platine 10, l'autre étant une fiche femelle coudée 18 qui permet de raccorder électriquement le micro-interrupteur 15 du robot 1 par l'intermédiaire d'un 30 câble électrique de liaison 19. The first part 7 further comprises a set 25 of two parts, one being the male plug 36 removably fixed to the plate 17 which itself is fixed to the plate 10, the other being a bent female plug 18 which makes it possible to electrically connect the microswitch 15 of the robot 1 via an electrical connection cable 19.

La seconde partie déboîtable 9 du poignet 5 comprend un corps creux généralement cylindrique 20 dans lequel pénètre coaxialement la broche 1h lorsque la seconde partie 9 est assemblée à la première partie 7 et, 35 de préférence, trois doigts radiaux 21 logés dans des logements radiaux 22 du corps cylindrique 20 en étant régulièrement espacés autour de l'axe longitudinal du corps cylindrique 20. On peut prévoir un nombre différent de doigts radiaux 21, deux étant un minimum. The second removable part 9 of the wrist 5 comprises a generally cylindrical hollow body 20 into which the spindle coaxially penetrates 1h when the second part 9 is assembled with the first part 7 and, preferably, three radial fingers 21 housed in radial housings 22 of the cylindrical body 20 while being regularly spaced around the longitudinal axis of the cylindrical body 20. A different number of radial fingers 21 can be provided, two being a minimum.

Chaque doigt radial 21 est en forme de douille fermée à une extrémité interne au corps 20 par une paroi 5 transversale 23 comportant à sa face tournée vers l'axe longitudinal du corps 20 une extrémité hémisphérique 24 dont le râle sera expliqué ultérieurement. Each radial finger 21 is in the form of a socket closed at one end internal to the body 20 by a transverse wall 23 having at its face turned towards the longitudinal axis of the body 20 a hemispherical end 24 whose groove will be explained later.

Un ressort hélicodal de compression 25 est logé précontraint dans la douille du doigt 21. Plus 10 précisément, le ressort 25 est en appui, par l'une de ses spires extrêmes, sur la face interne de la paroi 23 et par sa spire extrême opposée, faisant saillie de la douille, au fond d'une cavité cylindrique réalisée dans un capuchon 26 de fermeture du logement 22. Le capuchon 15 26 est amoviblement fixé au corps 20 de la seconde partie 9 par deux vis de fixation 27. Ainsi, il est possible de changer chaque ressort de compression 25 par un autre ressort d'une raideur différente. La douille de chaque doigt 21 comprend, à son extrémité libre opposée à la 20 paroi 23, une collerette 28 pouvant venir en appui sur le bord correspondant du logement radial 22 pour retenir le doigt 21 dans son logement 22 du corps 20 lorsque la seconde partie 9 est complètement déboîtée de la première partie 7 du poignet 5. A helical compression spring 25 is housed prestressed in the sleeve of the finger 21. More specifically, the spring 25 is supported, by one of its extreme turns, on the internal face of the wall 23 and by its opposite end turn , projecting from the sleeve, at the bottom of a cylindrical cavity formed in a cap 26 for closing the housing 22. The cap 15 26 is removably fixed to the body 20 of the second part 9 by two fixing screws 27. Thus, it it is possible to change each compression spring 25 with another spring of different stiffness. The sleeve of each finger 21 comprises, at its free end opposite the wall 23, a flange 28 which can come to bear on the corresponding edge of the radial housing 22 to retain the finger 21 in its housing 22 of the body 20 when the second part 9 is completely disengaged from the first part 7 of the wrist 5.

Ainsi, les trois doigts 21 sont sollicités élastiquement et radialement par les ressorts 25 vers la broche 1l en position emboîtée ou assemblée des deux parties 7 et 9 de façon que leurs extrémités hémisphériques 24 soient en appui sur la surface 30 tronconique 12 de la broche il pour, à la fois, centrer la seconde partie 9 relativement à la première partie 7 et exercer sur la seconde partie 9 un effort axial dirigé vers la première partie 7 permettant de plaquer une face annulaire dressée 29 du corps cylindrique 20 de la 35 seconde partie sur la face annulaire plane correspondante 16 de la platine 10 de la première partie 7, assurant une étanchéité parfaite entre les deux parties 7, 9. Thus, the three fingers 21 are elastically and radially biased by the springs 25 towards the spindle 11 in the nested or assembled position of the two parts 7 and 9 so that their hemispherical ends 24 are supported on the frustoconical surface 30 of the spindle 11 for, at the same time, centering the second part 9 relative to the first part 7 and exerting on the second part 9 an axial force directed towards the first part 7 making it possible to press an erected annular face 29 of the cylindrical body 20 of the second part on the corresponding flat annular face 16 of the plate 10 of the first part 7, ensuring a perfect seal between the two parts 7, 9.

Un pion hémisphérique 30 est fixé au corps cylindrique 20 de la partie déboîtable 9 à un emplacement en dehors de la face dressée 29 du corps 20 et tel que le pion 30 soit en contact direct avec le micro-interrupteur 5 15 en position assemblée l'une à l'autre des deux parties 7 et 9 pour que le micro-interrupteur 15 occupe une position de fermeture d'un circuit électrique ou électronique permettant de commander l'arrêt du robot et/ou de la torche de soudage. A hemispherical pin 30 is fixed to the cylindrical body 20 of the removable part 9 at a location outside the raised face 29 of the body 20 and such that the pin 30 is in direct contact with the microswitch 5 15 in the assembled position. one to the other of the two parts 7 and 9 so that the microswitch 15 occupies a closed position of an electric or electronic circuit making it possible to control the stopping of the robot and / or of the welding torch.

La seconde partie déboîtable 9 comporte également une partie formant chapeau 31 solidaire du corps cylindrique 20 à l'opposé de sa face dressée 29 et à laquelle est assemblé le support de torche 6. The second removable part 9 also includes a cap portion 31 secured to the cylindrical body 20 opposite its upright face 29 and to which the torch support 6 is assembled.

Le poignet déboîtable 5 comprend également un axe 15 32 monté dans le corps 20 de la seconde partie déboîtable 9 en s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal de ce corps et dont l'extrémité libre s'engage, en position assemblée des deux parties 7 et 9 du poignet 5, dans une empreinte en forme de vé 33 réalisée à l'extrémité d'un 20 axe 34 fixé dans la platine 10 parallèlement à son axe central longitudinal de façon à indexer la seconde partie 9 relativement à la première partie 7, l'axe d'indexation 32 pouvant être rappelé Plastiquement dans l'empreinte 33 par un ressort hélicodal logé dans le corps 20 en 25 prolongement de l'axe 32 coaxialement à ce dernier. The removable wrist 5 also includes a pin 15 32 mounted in the body 20 of the second removable part 9 extending parallel to the longitudinal axis of this body and the free end of which engages in the assembled position of the two parts. 7 and 9 of the wrist 5, in a v-shaped imprint 33 made at the end of a pin 34 fixed in the plate 10 parallel to its longitudinal central axis so as to index the second part 9 relative to the first part 7, the indexing axis 32 being able to be plastically recalled in the cavity 33 by a helical spring housed in the body 20 as an extension of the axis 32 coaxially with the latter.

Les deux parties 7 et 9 sont reliées l'une à l'autre par une élingue 35 permettant de retenir la seconde partie 9 à la première partie 7 lorsque la seconde partie 9 est complètement désolidarisée de la 30 première partie 7. The two parts 7 and 9 are connected to each other by a sling 35 making it possible to retain the second part 9 to the first part 7 when the second part 9 is completely detached from the first part 7.

Le fonctionnement du poignet déboîtable 5 va être maintenant décrit. The operation of the removable wrist 5 will now be described.

En position assemblée l'une à l'autre des deux parties 7 et 9, les doigts radiaux 21 assurent le 35 centrage et le maintien de la seconde partie 9 à la partie 7 pendant le processus de soudage de la pièce par la torche 4. In the position assembled to each other of the two parts 7 and 9, the radial fingers 21 ensure the centering and the holding of the second part 9 to the part 7 during the process of welding the part by the torch 4.

En cas d'une collision de relativement faible amplitude se traduisant par un effort relativement faible exercé sur la torche de soudage 4, la seconde partie 9, suivant le sens de l'effort, peut soit se déplacer en rotation relativement à la première partie 7 autour de l'axe longitudinal de la broche 11 comme symbolisé par la flêche Fl en figure 10, les parties 7 et 9 restant en contact l'une avec l'autre par leurs faces respectives 16, 29 donc sans se déboîter l'une de l'autre, avec l'axe 10 d'indexage 32 sortant de son empreinte 33, soit s'écarter en translation de la première partie 7, comme symbolisé par la flêche F2 en figure 9, mais les deux parties 7 et 9 restent maintenues l'une à l'autre par les doigts radiaux 21 dont les extrémités 24, qui se sont déplacées 15 sur la surface tronconique 12 de la broche 11, restent néanmoins en contact avec celle-ci. Quel que soit le sens de déplacement de la seconde partie 9 relativement à la première partie 7, du fait de la forme en demi-sphère du pion 30, le micro-interrupteur 15 n'est plus actionné de 20 sorte qu'il ouvre le circuit électrique ou électronique dans lequel il se trouve pour permettre la fourniture d'un signal de commande utilisé pour arrêter immédiatement le robot et/ou le générateur de soudure. In the event of a relatively small amplitude collision resulting in a relatively small force exerted on the welding torch 4, the second part 9, depending on the direction of the force, can either move in rotation relative to the first part 7 around the longitudinal axis of the spindle 11 as symbolized by the arrow Fl in FIG. 10, the parts 7 and 9 remaining in contact with each other by their respective faces 16, 29 therefore without dislodging one of the other, with the indexing pin 32 leaving its imprint 33, that is to say deviating in translation from the first part 7, as symbolized by the arrow F2 in FIG. 9, but the two parts 7 and 9 remain maintained to each other by the radial fingers 21 whose ends 24, which have moved 15 on the frustoconical surface 12 of the spindle 11, nevertheless remain in contact with the latter. Whatever the direction of movement of the second part 9 relative to the first part 7, due to the half-sphere shape of the pin 30, the microswitch 15 is no longer actuated so that it opens the electrical or electronic circuit in which it is located to allow the supply of a control signal used to immediately stop the robot and / or the welding generator.

En cas de collision de plus forte amplitude se 25 traduisant par un effort relativement important appliqué à la torche de soudage 4 et supérieur aux efforts radiaux exercés par les ressorts 25 sur les doigts 21 pour le maintien de la seconde partie 9 à la broche 11 de la première partie 7, les doigts 21 sont sollicités 30 radialement en sens opposé à la broche 11 à l'encontre de la force de rappel des ressorts 25 de façon que leurs extrémités hémisphériques 24 quittent complètement, par glissement, la surface tronconique en rampe 12 de la broche 11, désolidarisant ainsi complètement la seconde 35 partie 9 de la partie 7. La chute de l'ensemble constitué par la torche de soudage 4, le support de torche 6 et la seconde partie déboîtable 9 est retenu par l'élingue de il sécurité 35. Cet ensemble se trouve alors dans le vide, ne subit donc plus les efforts résultant de la collision et est donc préservé de toute détérioration. Bien entendu, le pion en demi-sphère 30 a quitté le micro5 interrupteur 15 pour provoquer instantanément, comme dans le cas de la collision de plus faible amplitude, l'ouverture du circuit électrique ou électronique pour arrêter le robot et/ou le générateur des soudures. In the event of a collision of greater amplitude resulting in a relatively large force applied to the welding torch 4 and greater than the radial forces exerted by the springs 25 on the fingers 21 for maintaining the second part 9 at the pin 11 of the first part 7, the fingers 21 are biased radially in the opposite direction to the spindle 11 against the restoring force of the springs 25 so that their hemispherical ends 24 slide completely out of the tapered ramped surface 12 of the spindle 11, thus completely separating the second part 9 from the part 7. The fall of the assembly constituted by the welding torch 4, the torch support 6 and the second removable part 9 is retained by the sling of it security 35. This assembly is then in a vacuum, therefore no longer undergoes the forces resulting from the collision and is therefore preserved from any deterioration. Of course, the half-sphere pin 30 has left the micro5 switch 15 to cause instantaneously, as in the case of the collision of lower amplitude, the opening of the electric or electronic circuit to stop the robot and / or the generator welds.

Le poignet déboîtable de l'invention permet ainsi 10 de détecter efficacement des collisions de faible ou de forte amplitude se traduisant par des efforts plus ou moins importants sur la torche de soudage, collisions pouvant être dues à un coincement du faisceau d'alimentation de la torche de soudage ou à un appui de 15 celle-ci sur un obstacle, de façon à arrêter le robot et l'opération de soudage, quel que soit le sens de l'effort appliqué à la torche grâce à la détection combinée d'une rotation et d'une translation de la partie déboîtable par rapport à la partie relativement fixe solidaire du nez 3. 20 En cas d'effort violent d à une collision à vitesse rapide du robot, la torche de soudage se décroche immédiatement du nez du robot, ce qui protège la torche des contraintes dues aux mouvements résiduels du robot après l'ordre de commande d'arrêt de celui-ci et qui peut 25 être de l'ordre de plusieurs dizaines de centimètres pour un robot de soudage courant. En outre, la partie déboîtée du poignet est retenue par l'élingue pour éviter sa chute sur le sol et la détérioration de la torche de soudage. The detachable wrist of the invention thus makes it possible to effectively detect collisions of low or high amplitude resulting in more or less significant forces on the welding torch, collisions which may be due to jamming of the supply beam of the welding torch or a support thereof on an obstacle, so as to stop the robot and the welding operation, regardless of the direction of the force applied to the torch by means of the combined detection of a rotation and translation of the removable part with respect to the relatively fixed part secured to the nose 3. 20 In the event of a violent effort due to a collision at high speed of the robot, the welding torch immediately detaches from the nose of the robot , which protects the torch from stresses due to the residual movements of the robot after the stop command order thereof and which can be of the order of several tens of centimeters for a current welding robot t. In addition, the dislocated part of the wrist is retained by the sling to prevent it from falling onto the ground and damaging the welding torch.

Il est possible de régler l'effort maximum admissible de 30 décrochage du poignet déboîtable par changement des ressorts des doigts de maintien puisqu'ils sont directement accessibles simplement en enlevant les capuchons sans démonter le poignet. En outre, le poignet est complètement étanche en position de travail du fait 35 que ses deux parties sont emboîtées l'une dans l'autre, empêchant ainsi toute intrusion des projections de soudure dans le mécanisme interne. Cette étanchéité est effectuée par le plaquage des deux parties du poignet, sans éléments souples ou articulés, d'o l'absence de remplacement de pièces détériorées par les projections de soudure. Contrairement aux solutions connues à base de 5 composants en matériau élastomère et/ou plastique, les éléments du poignet de robot déboîtable sont purement mécaniques, ce qui implique aucune détérioration de matériau de à la chaleur de la soudure ou au vieillissement des composants. L'invention a été décrite 10 dans l'application à une installation de soudage robotisé, mais il est bien entendu qu'elle peut s'appliquer à tout autre type d'installation ou de machine comportant un outil de travail devant être protégé en cas de collision accidentelle. It is possible to adjust the maximum permissible effort of detaching the removable wrist by changing the springs of the retaining fingers since they are directly accessible simply by removing the caps without removing the wrist. In addition, the wrist is completely waterproof in the working position because its two parts are nested one inside the other, thus preventing any intrusion of weld spatter in the internal mechanism. This sealing is effected by the plating of the two parts of the wrist, without flexible or articulated elements, hence the absence of replacement of parts deteriorated by the weld projections. Unlike known solutions based on 5 components made of elastomeric and / or plastic material, the elements of the removable robot wrist are purely mechanical, which implies no deterioration of material due to the heat of the soldering or to the aging of the components. The invention has been described in the application to a robotic welding installation, but it is understood that it can be applied to any other type of installation or machine comprising a working tool which must be protected in the event of accidental collision.

Claims

1. A removable connection device between a support (6) of a working tool (4) of a part and a member (3) of a machine (1) allowing the movement of the working tool relative to the part, characterized 5 in that it comprises two parts (7,9) respectively a first part (7) integral with the member (3) for moving the tool (4) and a second part (9) carrying the support (6) for the working tool and removable from the first part (7) which comprises a plate (10) fixed to the member (3) for moving the tool (4) and a centering pin (11 ) integral with the plate (10) perpendicular thereto, the spindle (11) comprising at its end opposite the plate (10) a frustoconical external surface (12) inclined upwardly in the opposite direction to the plate (10 ), in that the second removable part (9) comprises a generally cylindrical hollow body (20) into which the centering pin (11) coaxially penetrates in p normal non-disengaged position of the second part (9) and at least 20 two radial fingers (21) with hemispherical ends (24) housed in radial housings (22) of the cylindrical body (20) and resiliently biased towards the spindle (11) so that their hemispherical ends (24) are normally supported on the frustoconical surface (12) of the spindle (11) to both center the second part (9) relative to the first part (7) and exert on the second part (9) an axial force pressing an upright annular face (29) of the cylindrical body (20) of the second part (9) on the corresponding flat face (16) of the plate (10) of the first part (7 ), the radial fingers (21) and the frustoconical surface (12) of the spindle (11) cooperating to allow an offset in translation or in rotation of the second part (9) relative to the first part (7) 35 without disengagement of the second part (9) when a relatively weak effort re The result of an accidental collision is exerted on the working tool (4) and the second part (9) can be disengaged from the first part (7) by complete disengagement of the centering pin (11) of the radial fingers of holding (21) when a relatively large force resulting from a collision greater than the radial forces exerted elastically on the fingers (21) is exerted on the working tool (4).

2. Device according to claim 1, characterized in that it further comprises means (15,30) interposed between the first and second parts (7,9) for detecting the offset in translation or in rotation of the second part (9) relative to the first part (7) 15 or the disengagement of the second part (9) from the first part (7), and to provide a signal for stopping the machine (1) and / or the operation of the working tool (4).

3. Device according to claim 2, characterized in that the detection means comprises a micro20 switch (15) fixed in the plate (10) of the first part (7) and a hemispherical pin (30) fixed to the cylindrical body (20 ) of the second part (9) at a location outside its upright face (29) and contacting the microswitch (15) in the normal position 25 not disengaged from the second part (9) so as not to deliver a signal stopping the machine (1) and / or the working tool (4).

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises an axis (32) fixed to the cylindrical body (20) of the second part (9) parallel to the longitudinal axis of this body and the free end of which engages in a v-shaped imprint (33) of the first part (7) to index the second part (9) relative to the first part 35 (7).

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that each radial finger (21) is biased radially towards the centering pin (11) by a compression spring (25) mounted prestressed between the finger (21) and a cap (26) removably attached to the cylindrical body (20) of the second part (9).

6. Device according to claim 5, characterized in that each finger (21) is in the form of a socket closed at one end by a transverse wall (23) comprising the hemispherical external end (24) and in which is prestressed the compression spring (25) projecting from the opposite end of the bushing and bearing on the closure cap (26).

7. Device according to claim 6, characterized in that the sleeve (21) comprises a flange (28) at its end opposite to the transverse wall (23) and which comes to bear on the edge of its radial housing (22) for retaining the finger (21) therein when the second part (9) is disengaged from the first part 20 (7).

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second parts (7,9) are connected to one another by a sling (35) making it possible to retain the second part 25 (9) to the first part (7) when it is completely detached from the first part (7).

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises three radial fingers (21) regularly spaced around the longitudinal axis of the cylindrical body (20) of the second part (9).

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it forms a wrist (5) of a welding robot (1) disposed between a support (6) 35 of a welding torch (4) constituting the working tool, the plate (10) of the first part (7) being removably attached to the nose (3) of the robot, constituting the aforementioned member, by means of a flange (8).