CS240320B1 - Adaptívna montážna hlavica, najrnS pre priemyselné roboty - Google Patents

Abstract

Vynález je určený ako montážna hlavica priemyselných robotov s raprodukovatelnou presnosťou polohovania. Nosič hlavice je v jej teiese uchytený pružnými členmí v dvoch rovinách. V nosiči je uložený regulovatelný zdroj kmitania.

Description

Vynález sa týká riešenia adaptivně) montážně) hlavice, najma pre priemyselné roboty.

Aplikácie montážnych operácií kladů na priemyselné roboty vysoké nároky z hradiska reprodukovateinej přesnosti polohovania, častokrát řádové až v tisícinách milimetra. Tieto požadavky spíňajú priemyselné roboty len vo výnimočných prípadoch. Vo všeobecnosti sa preto pre zvýšenie přesnosti polohovania priemyselných robotov používajú adaptivně montážně hlavice. Tieto hlavice můžu mať aktívnu, alebo pasívnu adaptívnosť, připadne můžu byť riešené s kombináciou aktívnej a pasívnej prispůsobivosti. Aktivně adaptivně montážně hlavice sú opatřené snímačmi, ktoré indikujú dotykom, silovým posobením, opticky, adebo iným spůsobom skutočnú momentálnu polohu montovaných objektov, informujú o tejto polohe riadiaci systém priemyselného robota, ktorý situáciu vyhodnotí a vydá potřebné inštrukcie na korekciu polohy. Pasivné adaptivně montážně hlavice korigujú chyby momentálnej polohy pružnostmi prispósobenia konštrukčnej kinematiky, pričom použité pružné členy můžu mať různý stupeň volnosti.

Najznámejšia a naj používané jšia adaptívna montážna hlavica je na principe vzdialeného středu pružnosti, aplikovaného na základe pasivného a aktívneho prispůsobenia. Jej princip spočívá v uložení pružných členov, ktorých jedna skupina umožňuje nakláňanie osi vkládaného objektu okolo vzdialeného středu pružnosti a druhá skupina pružných členov umožňuje posuvný pohyb vkládaného objektu v smere kolmom na os polohovaných objektov. Toto riešenie umožňuje korekciu ohýb radiálnych posunov a uhlových odklonov medzi osami spojovaných, respektive párovaných objektov.

Nevýhodou tohoto riešenia adaptívnej montážnej hlavice je konštantná poloha vzdialeného středu pružnosti, ktorá je daná konštrukciou dvoch skupin pružných členov. Niektoré modifikácie Uvedeného riešenia umožňujú nastavit vZdialenošť pttTOhy vzdialeného středu pružnosti .v. určitom rozsahu. Sú známe aj modifikácie, ktoré majú niekol'ko vzdialených stredov pružnosti. Pre všetky modifikácie však zostáva nevýhodou, že nie je možné polohu vzdialeného středu menif plynule počas procesu polohovania a využitie týchto hlavic je možné len v určitom obmedzenom rozsahu dížok vkládaných objektov.

Vyššie uvedené nevýhody odstraňuje adaptívna montážna hlavica, najma pre priemyselné roboty podlá vynálezu, ktorého podstatou je, že nosič je v telese uchytený pružnými členmi v dvoch rovinách. V nosiči je uložený regulovatelný zdroj kmitania. Podstatou vynálezu je aj to, že pružnost aspoň jednoho z pružných členov je přestavitelná. Do podstaty vynálezu patří aj to, že zdroj kmitania je tvořený elektromotorem, na ktorého hriadeli je pevne prestavitelne uložené závažie. Podstatu vynálezu tvoří i to, že nad horným čelom nosiča. je odpružené výkyvné uložený doraz. Podstata vynálezu spočívá v tom, že doraz je tvořený tanierom uloženým na tlačnej pružině, ktorého dotyková plocha je s nosičom opatřená klznou vrstvou a na druhej ploché je vytvořené lůžko. V lůžku je uložený gulový čap, ktorého válcová časť je posuvné uložená v otvore upínaeej stopky a je na nej vytvořená pozdížná drážka, do ktorej zasahuje vymedzovacia skrutka zaskrutkovaná v upínaeej stopke. Podstatou vynálezu je aj to, že v otvore upínaeej stopky nad čelom valcovej Časti gulového čapu je uložený snímač sily.

Adaptívnou montážnou hlavioou podlá vynálezu sa docieli potrebnej polohy vzdialeného středu pružnosti v lubovolnej vzdialenosti od hlavice núteným jej rozkmitáním v radiálnom smere. Výhody hlavice sú aj v možnosti nastavenia pružnosti aspoň jednoho pružného člena, možnost regulácie frekvencie a amplltúdy kmitania pomoeou změny otáčok hriadela so· závažím, možnosti změny dynamického účinku nevyváženej hmoty.

Velmi významnou výhodou je axiálna pružnost umožňujúca jemné navedeme polohových objektov do požadovanej polohy a možnost regulovania a snímania priebehu montážnej sily.

Na připojených výkresoch je znázorněný schematický princip vynálezu a dve příkladné riešenia vynálezu, kde na obr. 1 je schematicky nakreslená hlavica v kludovom stave, na obr. 2 je schematicky nakreslená hlavica vo vychýlenej polohe polohovanej súčiastky nad otvorom, do ktorého má byť založená, na obr. 3 je schématicky nakreslená hlavica v polohe, kedy je polohovaná sú čiastka stotožnená s otvorom, do ktorého má byť založená, na obr. 4 je schematicky nakreslená hlavica vo fáze zasúvania súčiastky do otvoru, na obr. 5 je nakreslené konkrétné prevedenie hlavice v řeze a na obr. 6 je nakreslené v řeze konkrétné prevedenie hlavice s dorazom.

Adaptívna montážna hlavica pre priemyselné roboty pozostáva z telesa 1 (obr. 5) v tvare puzdra, na ktorom je naskrutkované veko 11 opatřené upínacou stopkou 10. V telese 1 je uložený nosič 3 prostredníctvom prvého pružného člena 2, ktorý je tvořený gumovou membránou a druhého pružného člena 8 tvořeného tromi tažnými pružinami rozmiestnenými po obvode po 120°. Jeden koniec tažných pružin je uchytený na přírubě 12 uchytenej na zdroji kmitania 5, ktorý je tvořený elektromotorem uloženým v nosiči 3. Druhé konce tažných pružin sú uchytené na nastavovacích skrutkách 9 zaskrutkovaných v telese 1. Na zdroj kmitania 5 je připojený elektrický vodič 15 vedený cez priechodku 16 uložená v telese 1. Na hriadeli 32 zdroja kmitania 5 je uchytené prostredníctvom poistnej skrutky 7 závažie 6. Prvý pružný člen 2 je na vonkajšom obvode pevne uchytený maticou 13 na telese 1. Na dolnom konci nosiča 3 je naskrutkovaný držiak' 4.

V držiaku 4 je zaskrutkovaný uchopovač 24 (obr. 1 až obr. 3 j.

Ďalšie riešenie adaptívnej montážnej hlavice (obr. 8) je zhodné s predchádzajúcim riešením s tým rozdielom, že nosič 3 je opatřený ochranným vekom 18, na ktorom sú uchytené tažné pružiny druhého pružného člena 8. Nad čelom ochranného veka 18 je odpružené prostredníctvom tlačnej pružiny 23 uložený doraz 23 v tvare taniera, na ktorého hornej ploché je vytvořené lóžko 14.

V lůžku 14 je uložený gulový čap 21, ktorý je válcovou časťou uložený posuvné v otvore 27 upínacej stopky 10. Na valcovej časti gu1'ového čapu 21 je vytvořená pozdlžna drážka 31, do ktorej zasahuje vymedzovacia skrutka 22 zaskrutkovaná v dutej stopke 10 Nad horným čelom valcovej časti gulového čapu 21 je v otvore 27 upínacej stopky 10 umiestnený snímač 17 sily.

Funkcia adaptívnej montážnej hlavice je nasiedovná: Spuštěním zdroja kmitania 5 sa prostredníctvom závažia 6 a rozdielnej pružnosti prvého pružného člena '2 a druhého pružného člena 8 rozkmitá v radiálnom směre nosič 3 s držiakom 4 uchopovača ,24, v ktorom. je uchytená polohovaná súčiastka 26 (obr. 1 až 4], Pod polohovanú súčiastku 26 sa prisunie puzdro 25 s otvorom. Pri vzniku kontaktu ihrany polohovanej súčiastky 26 s hranou otvoru puzdra 25 vzniknú podmienky pre stotožnenie csi 30 nosiča 3 s osou 28 puzdra 25 (obr. 3). Po stotožnení osi 30 nosiča 3 a osi 28 puzdra 25 sú eliminované nenepresnoeti v polohe spojovaných objektov spočívajúce v odklone o uhol a od asi 29 hlavlce a vo vyosení o hodnotu Δ, před poloho váním a može dójsť lt založeniu polohovanej súčiastky 26 do otvoru puzdra 25 (obr.

4) . Podlá prvého příkladného riešenia (obr.

5) má gumová meinbrána, aplikovaná ako prvý pružný člen 2 a tažné pružiny, ako druhý pružný člen 8 aj axiálnu pružnost, preto je použitie tohoto riešenia obmedzené pre menšie zakladacie sily. Druhé příkladné riešenie (obr. 6) limituje axiálnu pružnost prvého pružného člena 2 a druhého pružného člena 8 dosadnutím čela valcovej časti gul'ového čapu 21 na čelo v otvore 27 upínacej příkladné riešenia. Příkladné je možné pouumožní použitie hlavice aj pri vačších zakládacích, respektive lisovacích silách a podlá potřeby aj regulácia tejto sily. Relativný pohyb nosiča 3 v radiálnom smere umožňuje klzná vrstva 19 na doraze 20. Změnu frekvencie a amplitúdu kmitania možno zabezpečit změnou otáčok zdroje kmitania 5. Amplitúdu kmitania možno nastavit změnou hmotnosti závažia 6, respetíve jeho umiestnením, alebo nastavením predpatia druhého pružného člena 8.

Adaptívnu montážnu hlavicu možno realizovat aj v inom převedení, ako sú popísané příkladné rešenia. Příkladné je možné použiť druhý pružný člen 8, alebo prvý pružný člen 2 bez axiálnej pružnosti. Taktiež je možné tieto realizovat na báze iných materiálov, alebo iných konštrukčných usporiadaní, například namiesto gumovej membrány možno použiť membránu kovová. Ako zdroj radiálneho kmitania možno příkladné použit elektromagnet, alebo íný princip budenia kmitania.

Claims (6)

1. Adaptívna montážna hlavica, najma pre priemyselné roboty, pozostávajúca z telesa v tvare puzdra, na hornom čele opatřeného upínacou stopkou a v dutom telese pružné uloženým nosičom s pevne připojeným držiakom uchopovača, vyznačujúca sa tým, že nosič (3) je v telese (1) uchytený pružnými členmi (2, 8) v dvoch rovinách, pričom v nosiči (3) je uložený regulovatelný zdroj kmitania (5).

2. Adaptívna montážna hlavica podl'a bodu 1, vyznačená tým, že pružnost aspoň jednoho z pružných členov (2, 8) je prestavitetná.

3. Adaptívna montážna hlavica pódia bodu 1, vyznačená tým, že zdroj kmitania (5) je tvořený elektromotorom, na ktorého hriadeli (32) je prestavitelne uložené závažie (6).,

4. Adaptívna montážna hlavica podlá boynAlezu du 1, vyznačená tým, že teleso (1) má na vnútornej straně veka (11) odpružené výkyvné uložený doraz (20j.

5. Adaptívna montážna hlavica podl'a bodu

4, vyznačená tým, že doraz (20) je tvořený tanierom uloženým na tlačnej pružině (23), ktorého dotyková plocha s nosičom (3) je opatřená klznou vrstvou (19) a na druhéj ploché je vytvořené lůžko (14), v ktorom je uložený gulový čap (21), pričom válcová časť gulového čapu (21) je posuvné uložená v otvore upínacej stopky (10) a je opatřená pozdlžnou drážkou (31), do ktorej zasahuje vymedzovacia skrutka (22) v upínacej stopke (10).

6. Adaptívna montážna hlavica podlá bodu

5, vyznačená tým, že v otvore upínacej stopky (10) je nad čelom valcovej časti gulového čapu (21) uložený snímač (17) sily.