CS223933B1 - Průmyslový robot - Google Patents

Description

Vynález se týká průmyslového robotu se šesti stupni volnosti s polohovacím ústrojím se třemi stupni volnosti a orientačním ústrojím s rovněž třemi stupni volnosti, sestávajícího z rotačních, posuvných a kloubových jednotek.

U dosud známých robotů sestávajících ze šesti pohybových jednotek je konkrétní realizace zadaných šesti stupňů volnosti co do pořadí a návaznosti na sebe jednotlivých pohybových jednotek prakticky u každého výrobku jiná. Záleží tedy na vzájemném pořadí kinematických dvojic z hlediska celkového robotem zaujatého prostoru, jeho složitosti a tedy i ceny.

Nové výhodné provedení robotu představuje provedení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že jeho.polohovací ústrojí sestává z na základové desce upevněné rotační jednotky a jejího pohonného agregátu', zdvihové jednotky s lineárním pohybem, jejíž lineární motor má pístnici ukotvenu na základním talíři rotační jednotky a kloubové horizontální jednotky, jejíž náklápěcí dvouramenná páka je svým středním čepem uložena v tělese zdvihové jednotky, přičemž lc naklápění vnitřního ramene náklápěcí dvouramenné páky slouží vložená páka spojená čepem vložené páky se šplhací převodovou skříní a druhým čepem s koncem vnitřního ramene náklápěcí dvouramenné páky kloubové horizontální jednotky, přičemž pastorky šplhací převodové skříně zabírají do ozubených hřebenů pevně spojených se zdvihovou jednotkou a pohon šplhací převodové skříně je odvozen od průběžně profilové tyče poháněné motorem a kloubová horizontální jednotka je tvořena soustavou dvou ramen, z nichž prvé rameno kloubové horizontální jednotky tvoří vnější rameno náklápěcí dvouramenné páky, v němž je umístěn stabilizační řetězový převod pro ovládání polohy druhého ramene kloubové horizontální jednotky, přičemž prvé řetězové kolo stabilizačního řetězového převodu je pevně neotočně spojeno s tělesem zdvihové jednotky a druhé řetězové kolo stabilizačního řetězového převodu je pevně neotočně spojeno s druhým ramenem kloubové horizontální jednotky v místě jejího spojení čepem kloubu s druhým ramenem kloubové horizontální jednotky a na čepu kloubu je uložena dvouramenná trojúhelníková páka, opatřená prvním čepem táhla tvořícího g prvým ramenem kloubové horizontální jednotky paralelogram, jehož druhý čep je připevněn k tělesu zdvihové jednotky e na druhém rameni kloubové horizontální jednotky v dvouramenné trojúhelníkové páce uložený prvý čep táhla druhého ramene spolu s táhlem druhého ramene a jeho dolním čepem spolu s pákou táhla a na konci druhého ramene uloženým čepem tvoří druhý paralelogram, přičemž orientační ústrojí pro těleso zápěstí robotu výkyvné uložené na čepu druhého ramene sestává z na prevém čepu umístěného válce naklápění zápěstí, jehož pístnice je čepem a vloženou pákou otočně spojenou s tělesem zápěstí a dolním čepem vložené páky spojena s tělesem zápěstí, přičemž kolmo k nosnému čepu je v otvoru tělesa zápěstí uložen plunžr, který svým ozubeným hřebenem zabírá do pastorku nosného čepu jednotky rotace zápěstí, k jehož přírubě je připevněno těleso mikrozdvihu a dvojčinným válcem, k jehož pístnicí je připojena upínací příruba pro montáž výstupní hlavice.

Robot podle vynálezu je výhodný zvláště tím, že zaujímá malý půdorysný prostor. Vzájemná kinematická vazba jeho pohybových jednotek dává dobrou výslednou tuhost, což se opět projevuje v přesnosti pohybů. V poměru ke své velikosti má velký rozsah pohybů, jeho hmotnost je ve značné míře soustředěna do základu, z čehož plyne větší stabilita a menší dynamické namáhání odlehčených pbhybových jednotek, jejichž celkové uspořádání dává možnost účinné ochrany proti prašnosti. Minimalizace hmotnosti koncových členů řetězce kinematických dvojic a umístění částí s větší hmotností a hlavních pohybových motorů na základové konstrukci neb na základním talíři rotační jednotky minimalizuje současně dynamické namáhání celé konstrukce.

Na přiložených výkresech je schematicky zjednodušeně znázorněn příklad provedení průmyslového robota se šesti stupni volnosti podle vynálezu, kde obr. 1 představuje jeho bokorys, obr. 2 částečný půdorysný pohled na rameno kloubové horizontální jednotky a oriěntační ústrojí a obr. 3 část jeho orientačního ústrojí s neklápěcím zápěstím, rotační jednotkou a tělesem mikrozdvihu.

V příkladu provedení prúmjc-loxdho robote podle obr. 1 až 3 sestává tento v podstatě z polohovacího ústrojí J_ se třemi stupni volnosti, obsahujícího rotační jednotku 2, zdvihovou jednotku 2 a kloubovou 'horizontání jednotku 2 a orientačního ústrojí 53 s rovněž třemi stupni volnosti, sestávajícího z jednotky naklápění zápěstí 34. rotační jednotky 46 a mikrozdvihu 42, čímž je dána celková struktura šesti kinematických dvojic průmyslového robota iž·

Polohovací ústrojí 2 je umístěno na základové desce 2., na níž je upevněna rotační jednotka i se svým pohonným agregátem £. Zdvihová jednotka 2 ^s lineárním pohybem je opřena o základní talíř 6. rotační jednotky 2 tím, že její lineární motor 54 má pístnicí 55 ukotvenu na základním talíři 6.. Kloubová horizontální jednotka ]_ sestává z naklápěcí dvouramenné páky 3_, která je svým středním čepem 2 uložena na tělese 10 zdvihové jednotky 2· ^K naklápění vnitřního ramene 1 1 naklápěcí dvouramenné páky 2 slouží vložená páka 1 2 spojená čep ím 13 vložené páky 12 se šplhací převodovou skříní 14 a druhým čepem 1 5 s koncem vnitřního ramene 11 naklápěcí dvouramenné páky 2 kloubové horizontální jednotky 2· Pastorky 57 šplhací převodové skříně 14 zabírají do ozubených hřebenů 58 pevně spojených se zdvihovou jednotkou' o pohon šplhací převodové skříně 14 je odvozen od průběžné profilové tyče 59 poháněné motorem 60.

Kloubová horizontální jednotka 2 je tvořena soustavou dvou ramen 16. ¹8 z nichž prvé rameno I6 kloubové horizontání jednotky 2 tvoří vnější rameno naklápěcí dvouramenné páky 2, v němž je umístěn stabilizační řetězový převod 17 pro ovládání polohy druhého ramene 18 kloubové horizontální jednotky 2, jehož prvé řetězové kolo 19 je pevně neotočně spojeno s tělesem 16 zdvihové jednotky 2 ^a druhé řetězové kolo 20 je pevně neotočně spojeno s druhým . ramenem 18 kloubové horizontální jednotky 2 ^v místě jejího spojení čepem 21 kloubu 22 s dru3 hým ramenem 18 kloubové horizontální jednotky 2 a na čepu 21 kloubu 22 je uložena dvouramenná trojúhelníková páka 23 opatřená prvním čepem 24 táhla 25 tvořícího s prvým ramenem 16 kloubové horizontální jednotky 2 paralelogram 26, jehož druhý čep 27 je připevněn k tělesu 10 zdvihové jednotky Na druhém rameni 18 kloubové horizontální jednotky 2 je v dvouramenné trojúhelníkové páce 23 uložen prvý čep 28 táhla 29 druhého ramene 18 tvořící spolu s táhlem 29 a jeho dolním čepem 30. spolu s pákou 31 táhla 29 a na konci druhého ramene 1 8 uložený čepem 32. druhý paralelogram 33.

Orientační ústrojí 53 pro těleso zápěstí 34 robotu 35 výkyvné uložené na čepu 32 druhého ramene 18 sestává z na prvém čepu 28 táhla 29 umístěného válce 36 naklápění zápěstí 34. jehož pístnice 37 je čepem 38 a vloženou pákou 39. otočně spojenou s tělesem 40 zápěstí 34 a dolním čepem 56 vložené páky 39 spojena s tělesem zápěstí 34. Kolmo k nosnému čepu 45 je v otvoru 41 tělesa 40 zápěstí 34 uložen plunžr 42. který svým ozubeným hřebenem 42 zabírá do pastorku 44 nosného čepu 45 jednotky rotace 46 zápěstí 24· ^K jeho přírubě 47 je připevněno těleso mikrozdvihu 48 s dvojčinným válcem 22» jehož pístnici 50 je připojena upínací příruba 51 pro montáž výstupní hlavice 52.

Takto provedený robot 35 pracuje v cylindrických souřadnicích. Referenční bod jeho koncového členu - výstupní hlavice 52 může vykonávat následujících šest pohybů dle šesti stupňů volnosti: rotaci kolem svislé osy, zdvih ve svislém směru, přímoěatý vysuv ramene, naklápění zápěstí, rotace zápěstí, mikroposuv zápěstí. Pohyby lze nenaznačeným programovacím zařízením naprogramovat v libovolném sledu a vzájemné vazbě pro dosažení uzavřeného manipulačního cyklu.

Je zřejmé, že pokud je u některých dílů tohoto robotu 35 v popisu vynálezu popisováno použití pouze jednoho dílu, mohou být kvůli souměrnosti při stejné funkci a stejném popisu použity tyto dva díly, obvykle jako levý a pravý díl. Týká se to například naklápěcí dvouramenné páky 8 a ramen 1 1 . 16. 1 8. součástí šplhací převodové skříně 24.» součástí stabilizačního řetězového převodu 22, dvouramenné trojúhelníkové páky 23 a táhel 25. 29.

Je rovněž zřejmé, že by případně při zachování všech ostatních význaků vynálezu mohlo být těleso mikrozdvihu 48 vynecháno a použita přímo výstupní hlavice 52.

Robot 35 podle vynálezu je možné použít například pro automatizaci výrobních procesů při třískovém obrábění u lisů pro plošné tváření a kování, při konzervaci a povrchových úpravách výrobků, u tlakových licích strojů na lehké kovy a umělé hmoty, přenášení výrobků ve sklárnách, výrobě forem pro přesné lití tak zvanou metodou ztraceného vosku, některých svářecích operacích, manipulaci s materiálem v kalírnách, v textilním a papírenském průmyslu a podobně.

Claims (1)

1. Průmyslový robot se šesti stupni volnosti s polohovacím ústrojím se třemi stupni volnosti a orientačním ústrojím se třemi stupni volnosti, sestávající z rotačních, posuvných a kloubových jednotek,.vyznačený tím, že jeho polohovací ústrojí (1) sestává z na základové desce (2) upevněné rotační jednotky (3) a jejího pohonného agregátu (4), zdvihové jednotky (5) s lineárním pohybem, jejíž lineární motor (54) má pístnici (55) ukotvenu na základním talíři (6) rotační jednotky (3) a kloubové horizontální jednotky (7), jejíž naklápěcí dvouramenná páka (8) je svým středním čepem (9) uložena v tělesa (10) zdvihové jednotky (5), při· čemž k naklápění vnitřního ramene (11) neklápěcí dvouramenné páky (8) slouží vložená páka (12) spojená čepem (13) vložené páky (12) se šplhací převodovou skříní (14) a druhým čepem (15) s koncem vnitřního ramene (11) neklápěcí dvouramenné páky (8) kloubové horizontální jednotky (7), přičemž pastorky (57) šplhací převodové skříně (14) zabírají do ozubených hřebenů (58) pevně spojených se zdvihovou jednotkou (5) a pohon šplhací převodové skříně (14) 0· odvozen od průběžné profilové tyče (59) poháněné motorem (60) a kloubová horizon223933 tální jednotka (7) je tvořena soustavou dvou ramen (16, 18), z nichž prvé rameno (16) kloubové horizontální jednotky (7) tvoří vnější rameno naklápěcí dvouramenné páky (8), v němž je umístěn stabilizační řetězový převod (17) pro ovládání polohy druhého ramene (18) kloubové horizontální jednotky (7), přičemž prvé řetězové kolo (19) stabilizačního řetězového převodu (17) je pevně neotočně spojeno s tělesem (10) zdvihové jednotky (5) a druhé řetězové kolo (20) stabilizačního řetězového převodu (17) je pevně neotočně spojeno s druhým ramenem (18) kloubové horizontální jednotky (7) v místě jejího spojení čepem (21) kloubu (22) s druhým ramenem (18) kloubové horizontální jednotky (7) a na Čepu (21) kloubu (22) je uložena dvouramenná trojúhelníkové páka (23), opatřená prvním čepem (24) táhla (25) tvořícího s prvým ramenem (16) kloubové horizontální jednotky (7) paralelogram (26), jehož druhý čep (27) je připevněn k tělesu (10) zdvihové jednotky (5) a na druhém rameni (18) kloubové horizontální jednotky (7) v dvouramenné trojúhelníkové páce (23) uložený prvý čep (28) táhla (29) druhého ramene (18) spolu s táhlem (29) druhého ramene (18) a jeho dolním čepem (30) spolu s pákou (315 táhle (29) a na konci druhého ramene (18) uloženým čepem (32) tvoří druhý paralelogram (33), přičemž orientační ústrojí (53) pro těleso zápěstí (34) robotu (35) výkyvně uložené na čepu (32) druhého ramene (18) sestává z na prvém čepu (28) umístěného válce <36) neklápění zápěstí (34), jehož pístnice (37) je čepem (38) a vloženou pákou (39), otočně spojenou s tělesem (40) zápěstí (34) a dolním čepem (56) vložené páky (39), spojena s tělesem (40) zápěstí (34), přičemž kolmo k nosnému čepu (45) je v otvoru (41) tělesa (40) zápěstí (34) uložen plunžr (42), který svým ozubeným hřebenem (43) zabírá do pastorku (44) nosného čepu (45) jednotky rotace (46) zápěstí (34), k jehož přírubě (47) je připevněno těleso mikrozdvihu (48) s dvojčinným válcem (49), k jehož pístnici (50) je připojena upínací příruba (51) pro montáž výstupní hlavice (52).