CS243934B1

CS243934B1 - Industrial robot balancing unit

Info

Publication number: CS243934B1
Application number: CS844587A
Authority: CS
Inventors: Bartolomej Janek; Jozef Lukas; Jozef Labaj
Original assignee: Bartolomej Janek; Jozef Lukas; Jozef Labaj
Priority date: 1984-06-18
Filing date: 1984-06-18
Publication date: 1986-07-17
Also published as: CS458784A1

Abstract

Vyvažovacia jednotka priemyselného robota je určená pre kompenzáciu momentov gravitačných sil ramien, zápástia a břemena v stavbě priemyselných rabotov, pracujúcich v multiuhlovom súradnicovom systéme. Vyvažovacia jednotka je tvořená dvorná tlačnými pružinami, pričom pri pohybe ramena robota v jednom smere sú v činnosti obidve pružiny, zapojené vedla seba a pri pohybe ramena robota v druhom smere je v činnosti iba jedna tlačná pružina.The balancing unit of an industrial robot is designed to compensate for the moments of gravitational forces of the arms, wrist and load in the construction of industrial robots operating in a multi-angle coordinate system. The balancing unit consists of two compression springs, whereby when the robot arm moves in one direction, both springs, connected next to each other, are in operation, and when the robot arm moves in the other direction, only one compression spring is in operation.

Description

Vynález sa týká konštrukčného usporiadania vyvažovače] jednotky priemyselného robota, ktorá slúži na kompenzáciu momentov gravitačných sil ramien, zápastia a břemena priemyselného robota.The invention relates to the construction of an industrial robot unit balancer which serves to compensate for the moments of gravity of the arms, wrist and load of an industrial robot.

Doteraz známe vyvažovacie jednotky využívají! pneumatické, hydraulické alebo mechanické systémy. Nevýhodou vyvažovačích jednotiek, využívajúcich pneumatické alebo hydraulické systémy, je ich poměrná zložitosť, lebo je potřebný pneumatický alebo hydraulický obvod. Vyvažovacie jednotky, využívajúce mechanický systém, sú reprezentované tažnými alebo tlačnými pružinami. Jedna tažná pružina neumožňuje vyvážeme v kladnom aj zápornom zmysle kývania ramena, čqi vyžaduje použitie ešte jednej ťaižnej pružiny, čím sa však zvačšujú konstrukčně rozměry. Nevýhodou vyvažovačích jednotiek, využívajúcich jednu tlaičnú pružinu je, že priebeh vyvažovacieho momentu odpovedá požiadavkám optimálneho vyváženia (pod optimálnym vyvážením rozuměj takmer 100 % vyvážeme] iba v oibmedzenom uhlovom rozsahu, ktorý bývá do 50°—60°. Uchytenie je převedené pomocou oka v prednej a zadnej časti jednotky, čo má za následok zvačšenie stavebnej dížky jednotky.Previously known balancing units use! pneumatic, hydraulic or mechanical systems. A disadvantage of balancing units using pneumatic or hydraulic systems is their relative complexity because a pneumatic or hydraulic circuit is required. Balancing units using a mechanical system are represented by tension or compression springs. One tension spring does not allow to balance in the positive and negative sense of swinging the arm, which requires the use of a further tension spring, which increases the design dimensions. The disadvantage of balancing units using one compression spring is that the course of the balancing torque meets the requirements of optimal balancing (we understand almost 100% under optimal balancing) only within a limited angular range that is up to 50 ° –60 °. and the rear of the unit, resulting in an increase in unit construction length.

Umiestnenie tejto jednotky sposobuje vznik přídavného dynamického zaťaženia ramena, na ktorom je uchytená jednotka od vlastnej hmotnosti vyvažovacej jednotky.The location of this unit generates an additional dynamic arm load on which the unit is mounted from the weight of the balancing unit.

Uvedené nedostatky sú odstránené vyvažovanou jednotkou priemyselného robota podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že vyvažovacia jednotka je tvořená dvorná tlačnými pružinami, pričom pri pohybe ramena robota v jednom smere sú v činnosti obidve tlačné pružiny zapojené vedla seba a pri pohybe ramena robota v druhom smere je v činnosti iba jedna tlačná pružina, pričom druhá je volné vlečená.These drawbacks are overcome by the balancing unit of the industrial robot according to the invention, which consists in that the balancing unit is formed by yard compression springs, with both the compression springs engaged side by side when the robot arm moves in one direction and the robot arm in the other only one compression spring is actuated in the direction, the other being loosely trailing.

Týmto konštrukčným riešením sa dosiahne podstatné vyšší kompenzačný momentový účinok vyvažovania. Uhni kývania ramena s optimálnym vyvážením bude 90°—100°*. Ďalšie přednosti tejto vyvažovacej jednotky sú, jednoduchost' konštrukcie, malá stavebná dížka a minimálně nároky na údržbu. Umiestnenie tejto jednotky sposobuje vznik iba minimálnych přídavných dynamických sil od vlastnej hmotnosti vyvažovacej jednotky.This design solution achieves a substantially higher compensating torque effect of balancing. The swinging arm with optimum balance will be 90 ° - 100 ° *. Further advantages of this balancing unit are the simplicity of construction, the small construction length and minimal maintenance requirements. The location of this unit causes only minimal additional dynamic forces from the weight of the balancing unit.

Na připojených výkresoch na obr. 1 je znázorněná vyvažovacia jednotka priemyselného robota a na obr. 2 je nakreslený příklad použitia vyvažovacej jednotky na priemyselnom robote. Na obr. 3 je znázorněná vyvažovacia jednotka v řeze rovinou A—A z obr. 1 a na obr. 4 v řeze rovinou B—B z obr. 1.In the accompanying drawings of FIG. 1 shows a balancing unit of an industrial robot and FIG. 2 shows an example of the use of a balancing unit on an industrial robot. In FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 1 and FIG. 4 in section B - B of FIG. First

Vyvažovacia jednotka priemyselného robota je tvořená telesom 1, ktoré je prostredníctvom viek 16 pevne spojené s rúrkou 2 pomocou matic 18. V rúrke 2, ktorá má pozdížne vybrania je uložená piestnica 3 s pozdlžnymi drážkami. Na konci piestnlce 3 je upevněné duté vodiace puzdrO' 10, nesúce tlačnú pružinu 4. Táto sa svojím druhým koncom opiera prostredníctvom· nastavovacieho puzdra 9 o strmen 11, ktorý je upevněný na konci tyče 8 pomocou opornej matice 13.The balancing unit of the industrial robot is formed by a body 1, which is fixedly connected to the pipe 2 by means of nuts 16 by means of nuts 18. In the pipe 2, which has a longitudinal recess, is a piston 3 with longitudinal grooves. At the end of the piston 3, a hollow guide sleeve 10 carrying a compression spring 4 is fastened. This spring bears at its other end by means of an adjusting sleeve 9 on a yoke 11, which is fixed at the end of the rod 8 by a support nut 13.

Druhý koniec tyče 8 je uložený v otvore piestnice 3. Nastavovacie puzdro 9 s vnútorným závitom umožňuje nastavenie určitého predpátia tlačnej pružiny 4 a hlavnej tlačnej pružiny 5. Na strmeni 11 zapadajúcom do vyhraní rúrky 2, je uložený prvý tlačný krúžok 6, ktorý sa opiera o hlavnú tlačnú pružinu 5.The other end of the rod 8 is housed in the piston rod bore 3. The internally threaded adjusting sleeve 9 allows a certain bias of the compression spring 4 and the main compression spring 5 to be adjusted. The first compression ring 6 is supported on the yoke 11 which fits into the tube. main compression spring 5.

Táto sa svojim druhým koncom opiera o druhý tlačný krúžok 7, v ktorom sú upevněné čapy 14, prechádzajúce vybraniami rúrky 2 a zapadajúce do drážok piestnice 3. Otvory pre uchytenie vyvažovacej jednotky sú upravené v telese 1 a na volnom konci piestnice 3. Jedno z převedení je znázorněné na obr. 1, kde druhý otvor pre uchytenie vyvažovacej jednotky je upravený v oku 15, ktoré je pomocou matice 17 pevne spojené s piestnicou 3.At its other end it rests on a second thrust ring 7, in which the pins 14, which pass through the recesses of the tube 2 and fit into the grooves of the piston rod 3, are fastened. is shown in FIG. 1, wherein the second opening for receiving the balancing unit is provided in an eye 15 which is fixedly connected to the piston rod 3 by means of a nut 17.

Pri pohybe ramena robota v rozsahu uhlu a sa v· kladnom ( + ) zmysle piestnica 3 zasúva v rúrke 2. Prostredníctvom čapov 14, upevněných V druhom tlačnom krúžku 7 a zapadajúcich do drážok piestnice 3 je stláčaná hlavná tlačná pružina 5. Súčasne s ňou je prostredníctvom vodiaceho puzdra 19 pevne spojeného s piestnicou 3 stláčaná aj tlačná pružina 4. Pri pohybe ramena robota v zápornom ( —) zmysle sa piestnica 3 vysúva a prostredníctvom krúžku 12 je tahaná tyč 8, ktorá unáša strmeň 11 v pozdížnych vybraniach rúrký 2 a pomotcou prvého tlačného krúžku 6 je stláčaná hlavná tlačná pružina 5. Tlačná pružina 4 nie je v činnosti, je iba volné vlečená v dutině rúrky 2.As the robot arm moves within the angle α range, the piston 3 is retracted in the tube 2. By means of pins 14 fixed in the second compression ring 7 and engaging in the grooves of the piston rod 3, the main compression spring 5 is compressed. By means of the guide sleeve 19 fixedly connected to the piston rod 3, the compression spring 4 is also compressed. As the robot arm moves in the negative (-) sense, the piston rod 3 extends and the ring 12 pulls the bar 8 to carry the yoke 11. The compression spring 4 is not operated, it is only loosely towed in the cavity of the tube 2.

Vyvažovacia jednotka priemyselného robota je určená pre kompenzáciu momentov gravitačných sil ramien, zápastia a břemena v stavbě priemyselných robotov, pracujúcich v multiuhlovom súradnicovom systéme, no nevylučuje sa použitie tejto jednotky aj v stavbě iných zariadení, napr. zdvíhacích a pod.The industrial robot balancing unit is designed to compensate for the moments of gravity of the arms, wrist and load in the construction of industrial robots operating in a multi-angle coordinate system, but it is not excluded to use this unit in the construction of other equipment, eg. lifting etc.

Claims

Balancing unit of an industrial robot, characterized in that it consists of a tube (2) having a longitudinal recess in which a piston (3) with longitudinal grooves is mounted, firmly connected to a hollow guide bushing (10) on which a compression spring (10) is mounted. 4), supported by an adjusting sleeve (9) against a yoke (11), which is fixed by means of a support nut (13) at the end of a rod (8), the other end of which is received in the piston rod hole (3); fit into the recesses

BACKGROUND OF THE INVENTION the tube (2) and supporting the first compression ring (6) is supported by the main compression spring (5), which bears at its other end on the second compression ring (7) in which the pins (14) passing through by recesses of the tube (2) and fitting into the grooves of the piston rod (3), the holes for receiving the balancing unit being provided in the body (1) which is fixedly connected to the tube (2) by means of the lids (16) by nuts (18).