CS244025B1

CS244025B1 - Unit-built manipulator

Info

Publication number: CS244025B1
Application number: CS846709A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Ctverak; Josef Drazdil; Frantisek Pfeffer
Original assignee: Jaroslav Ctverak; Josef Drazdil; Frantisek Pfeffer
Priority date: 1984-09-06
Filing date: 1984-09-06
Publication date: 1986-07-17
Also published as: CS670984A1

Abstract

Stavebnicový manipulátor je urSen především pro automatickou manipulaci s obrobky nekruhováho tvaru na jednoúčelových strojích a automatických výrobních linkách. Stavebnicový manipulátor tvoří otočnS uložený stojan s vertikálně pohyblivým vozíkem, na kteršm jsou uložena pevná nebo výsuvná ramena, opatřená chapaci. Pohyblivá prvky stavebnicového manipulátoru jsou opatřeny hydromotory, napojenými na proporcionální hydraulická rozvadSče.The modular manipulator is primarily used for automatic workpiece handling non-circular shape on single-purpose machines and automatic production lines. The modular manipulator forms a swivel stored rack with vertically movable carriage on which they are fixed or extendable shoulders, provided with a hook. Floating elements of the modular manipulator are provided hydraulic motors connected to proportional hydraulic distributors.

Description

Vynález ae týká stavebnicového manipulátoru, určeného zejména pro jednoúčelové stroje a automatické výrobní a montážní linky.The invention relates to a modular manipulator intended especially for single-purpose machines and automatic production and assembly lines.

S rozvojem průmyslové výroby úzce souvisí snaha o zvyšování produktivity práce nasazením průmyslových robotů'a manipulátorů. V oblasti třískového obrábění nerotačních součástí se pak vyskytují některá specifická problémy, spojené s rozsáhlým tvarovým i velikostním sortimentem. Pro upínání obrobků jsou mnohdy třeba speciální upínače, u kterých výměnu obrobků vyžaduje složitá a přesné ovládací pohyby.The development of industrial production is closely related to efforts to increase labor productivity by deploying industrial robots and manipulators. In the area of machining of non-rotary parts, there are some specific problems associated with the extensive shape and size assortment. For clamping workpieces, special clamps are often required, where the workpiece replacement requires complex and precise control movements.

Automatizaci dále znesnadňují třísky, jejichž odstraňováni je většinou{obtížnější než při rotačním obrábění. To věe brání Sirěímu využití univerzálních robotů a manipulátorů u jednoúčelových strojů a automatických linek. Širšímu využívání univerzálních robotů a manipulátorů brání rovněž vysoká pořizovací náklady, velká složitost, nevyužití některých funkci a malá únosnost.Automation is further hampered by chips, which are usually more difficult to remove than rotary machining. This also prevents Sirius from using universal robots and manipulators on single-purpose machines and automatic lines. The widespread use of universal robots and manipulators is also hampered by high purchase costs, high complexity, lack of use of some functions, and low load capacity.

VýSe uvedené nedostatky odstraňuje v podstatné míře stavebnicový manipulátor podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že ho toří podstavec s otočnou částí, na která je upraven stojan, opatřený prizmatickými vodiclmi liětami, ve kterých je na kladkách uložen vertikální vozík, na jehož rámu je umístěno nejméně jedno rameno chapače. Otočná část se stojanem je opatřena ozubeným věncem, propojeným přes soutavu ozubených kol na hydromotor a proporcionálním hydraulickým rozvaděčem a vertikální vozík je opatřen pohybovým Šroubem, napojeným přes ozubená kola jednak na hydromotor vertikálního pohybu, jednak na elektromagnetickou brzdu.The above-mentioned drawbacks are substantially eliminated by the modular manipulator according to the invention, which is based on the fact that it is rotated by a pedestal with a rotatable part on which a stand is provided, provided with prismatic guide rails. at least one hook arm positioned. The rotating part with the stand is provided with a gear ring connected through the gear wheels to the hydraulic motor and a proportional hydraulic distributor and the vertical trolley is equipped with a moving screw connected via the gear wheels to the hydraulic motor of vertical movement and to the electromagnetic brake.

Rameno chapače je alternativně uloženo na rámu svislého vozíku výsuvně a je napojeno přes ozubený převod na další hydromotor.The hook arm is alternatively mounted on the frame of the vertical trolley and is connected via a gear transmission to another hydraulic motor.

Stavebnicový manipulátor, provedený podle vynálezu, umožňuje automatizovat obsluhu jednoúčelových strojů a automatických linek. Stavebnicová koncepce umožňuje řadu variant konečné skladby manipulátorů podle konkrétních požadavků.The modular manipulator according to the invention makes it possible to automate the operation of single-purpose machines and automatic lines. The modular concept enables a number of variants of the final composition of the manipulators according to specific requirements.

Příkladná provedeni stavebnicového manipulátoru podle vynálezu je schematicky znázorněno ha přiložených výkresech, kde je na obr. 1 celková uspořádání v nárysu, obr. 2 představuje zjednodušený řez AA jeho svislou rovinu a na obr. 3 je zjednodušený příčný řez mechanismem pro vysouvání ramen.An exemplary embodiment of a modular manipulator according to the invention is shown schematically in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows the overall arrangement in front view, Fig. 2 shows a simplified section AA its vertical plane and Fig. 3 is a simplified cross-section through the arm ejection mechanism.

Na podstavci X je ve válečkovém ložisku 2 uložena otočná část J. Na ní je připevněn stojan 1, opatřený prizmatickými vodícími liětami 2, po kterých ae pohybují kladky š. vertikálního vozíku 2* Na rámu vertikálního vozíku 2 jsou uložena ramena 2 chapače 12 prostřednictvím dalších kladek £.On the pedestal X is mounted in a roller bearing 2 a rotatable part J. On it is mounted a stand 1 equipped with prismatic guide bars 2 on which ae rollers of the vertical carriage 2 move. pulleys £.

Alternativně lze na vertikální vozík 2 umístit jedno až dvě výsuvně uložená ramena 2 nebo jedno až tři pevná ramena 2· Hmotnost vertikálního vozíku 2 3« vyvážena předepnutými šroubovými pružinami II.¹ Alternatively, one or two telescopic arms 2 or one to three fixed arms 2 can be placed on the vertical carriage 2. ¹

Otočná část J je opatřena ozubeným věncem 16 a je napojena přes sostavu ozubených kol na hydromotor 12, který natáčí otočnou část J v požadovaném rozsahu, zpravidla v rozsahu 120 až 270°. Obě krajní polohy a v případě potřeby i střední poloha jsou kontrolovány neznázorněnými koncovými spínači. Hydromotor 12 je řízen proporcionálním hydraulickým rozvaděčem 10, který umožňuje snadné nastavení plynulého rozběhu, brzdění i maximální rychlosti otáčení.The rotatable portion J is provided with a gear ring 16 and connected via a gear assembly to a hydraulic motor 12 which rotates the rotatable portion J in the desired range, typically in the range of 120 to 270 °. Both limit positions and, if necessary, the intermediate position are monitored by limit switches (not shown). The hydraulic motor 12 is controlled by a proportional hydraulic distributor 10, which allows easy adjustment of smooth start-up, braking and maximum rotation speed.

Pohon vertikálního vozíku 2 je odvozen iod hydromotoru 12 vertikálního pohybu přes osubená kola 12, pohybový šroub 20 s maticí 22. Pohybový Šroub 20 je uložený v ložiscích 21· ^{s T}ý“ hodou lze použít předepnutý kuličkový Šroub. V horní poloze je vertikální vozík 2 zajištěn elektromagnetickou brzdou 23.The drive of the vertical carriage 2 is derived from the vertical movement hydraulic motor 12 via the toothed wheels 12, the movement bolt 20 with the nut 22. The movement bolt 20 is supported in the bearings 21 ^{with a} pre-tensioned ball screw. In the up position, the vertical carriage 2 is secured by the electromagnetic brake 23.

Řízení vertikálního vozíku Z je provedeno rovněž proporcionálním hydraulickým rozvaděčem /neznázorněno/ a obě krajní polohy jsou kontrolovány rovněž nezakreslenými koncovými spínači. V popisovaném případě, kdy jsou na vertikálním vozíku Z dvě ramena £ umístěna výsuvně, je použit dalěí hydromotor 24. který přes ozubený převod 25. tvořený ozubenými koly ££, pastorky £1 a ozubenými hřebeny 19 ovládá obě ramena £. Přesnost vysunutí obou ramen £ je zajištěna neznázorněnými pevnými dorazy, obě krajní polohy jsou kontrolovány rovněž neznázorněnými koncovými spínači. Řízení hydromotoru 24 je provedeno neznázoměným proporcionálním hydraulickým rozvaděčem.The vertical truck Z is also controlled by a proportional hydraulic distributor (not shown) and both limit positions are also checked by limit switches not shown. In the described case, when two arms 4 are mounted on the vertical carriage Z, a further hydraulic motor 24 is used which controls the two arms 4 via a gear 25 consisting of gears 38, pinions 41 and racks 19. The accuracy of the extension of the two arms 6 is ensured by fixed stops (not shown), both limit positions being also checked by limit switches (not shown). The hydraulic motor 24 is controlled by a proportional hydraulic distributor (not shown).

Na konci výsuvných ramen £ je vytvořena připevňovací plocha 14 pro chapač 15. jehož konstrukce je odvislá od tvaru obrobku, popříp. i od počtu současně dopravovaných obrobků.At the end of the extension arms 6, a fastening surface 14 is provided for the gripper 15, the construction of which is dependent on the shape of the workpiece or the workpiece. even from the number of workpieces transported simultaneously.

V základní poloze manipulátoru jsou výsuvná ramena £ stažena ke středu manipulátoru, vertikální vozík Z je v horní krajní poloze. Osa manipulátoru je uprostřed mezi upínačem jednoúčelového stroje a odebírací /odkládací/ polohou zásobníku či dopravníku. Po skončení operace, tj. na začátku celého cyklu se ramena £ s chapači 15 natočí směrem k upínači a zásobníku /v některých případech mohou hýt ramena takto natočena již v základní poloze/, ramena £ se vysunou do přední krajní polohy a vertikální vozík Z sjede do spodní krajní polohy. Rozevřené chapače ]£ uchopí současně obrobek v upínači a v zásobníku, následuje vyjetí vertikálního vozíku do horní krajní polohy, stažení výsuvných ramen £ ke středu manipulátoru a otočení otočné části £ o 180°.In the basic position of the manipulator, the extension arms 4 are retracted to the center of the manipulator, the vertical carriage Z being in the upper extreme position. The manipulator axis is in the middle between the dedicated machine clamp and the hopper / conveyor removal / storage / position. After the operation, i.e. at the beginning of the cycle, the arms 15 with the hooks 15 are rotated towards the clamp and the magazine (in some cases the arms can thus be turned in the basic position), the arms 8 extend to the front end position and to the lower limit position. The open hooks simultaneously grip the workpiece in the fixture and in the magazine, followed by the vertical carriage being moved to the upper limit position, retracting the extension arms 4 to the center of the manipulator and rotating the rotating portion 180 °.

Po vysunutí ramen £ do přední krajní polohy následuje pohyb vertikálního vozíku Z do horní krajní polohy, stažení výsuvných ramen £ do středu manipulátoru a zpravidla otočení manipulátoru o 90° do základní polohy. Podobně probíhá cyklus manipulátoru s pevnými rameny.After the arms 8 have been extended to the front end position, the vertical carriage Z is moved to the top end position, the withdrawable arms 4 are retracted to the center of the manipulator and, as a rule, the manipulator is rotated 90 ° to the home position. The fixed arm manipulator cycle is similar.

Claims

1. Modular manipulator especially for single-purpose machines and automatic lines, characterized in that it consists of a base (1) with a rotating part (3), on which a stand (4) is provided, provided with prismatic guide bars (5) in which a vertical trolley (7) is mounted on the rollers (6), on the frame of which at least one arm (9) of the gripper (15) is located, the rotating part (3) with the stand (4) being provided with a toothed ring (16) wheel (13) on the hydraulic motor (12) with proportional hydraulic distributor (10) and vertical trolley (7) is equipped with a motion screw (20), connected via gears (18, 19) and one hydraulic motor (17) of vertical movement electromagnetic brake (23).

2. The modular manipulator according to claim 1, characterized in that the arm (9) of the hook (37) is mounted on the frame of the vertical carriage (7) and is connected via a gear transmission (25) to another hydraulic motor (24).