CS251522B1

CS251522B1 - Unit-construction handling equipment

Info

Publication number: CS251522B1
Application number: CS853739A
Authority: CS
Inventors: Peter Ivanka; Jozef Polacek; Martin Mica; Frantisek Skoupa; Lubomir Antala
Original assignee: Peter Ivanka; Jozef Polacek; Martin Mica; Frantisek Skoupa; Lubomir Antala
Priority date: 1985-05-24
Filing date: 1985-05-24
Publication date: 1987-07-16
Also published as: CS373985A1

Description

'Predmetam vynálezu je stavebnicový manipulátor na automatickú manipuláciu s ibremenami v rovině, resp. priestora, zabezpečujúci bezobslužnú prevádzku strojov vo výrobnom procese.The object of the invention is a modular manipulator for the automatic manipulation of the bellows in the plane, respectively. space, ensuring unattended operation of machines in the production process.

Rozširovanie mikropočítačov do sféry osobného využívania na pracoviskách a tiež v pedagOgickom procese podmieňuje kvalitativně změny v návrhu nových automatizovaných zariadení. V súvislosti s týmto trendom je vytiváraná nová skupina malých automatizovaných prístrojov a zariadení. Zahrňuje doterajšie výsledky vývoja a aplikácií elektroniky, mechaniky, NC techniky ako aj riadiacich systémov obrábacích strojov, robotov a manipulátorov v malých dimenziách.The expansion of microcomputers into the sphere of personal use in the workplace and also in the pedagogical process is conditional on qualitative changes in the design of new automated devices. In connection with this trend, a new group of small automated instruments and equipment is being developed. It includes the latest results of the development and application of electronics, mechanics, NC technology as well as control systems of machine tools, robots and manipulators in small dimensions.

Účelom tvorby tejto skupiny je snaha o doslednú přípravu odborníkov pre prácu a na číslicovo riadených strojoch, manipulátorech a robotech a v neposlednom radě aj prenikanie pružnej automatizácie do automatizované] bezobslužnej výroby drobných súčiastok.The purpose of the creation of this group is the effort to consistently prepare experts for work and on numerically controlled machines, manipulators and robots and, last but not least, the penetration of flexible automation into the automated unattended production of small parts.

Dosial' sú známe rožne konštrukcie robotov a manipulátorov s přísné účelovým zameraním, ako napr. manipulátory pre zváranie, podávanie alebo povrchovú úpravu obrobkov. Ich použitie je limitované adaptivitou uchopovacích čefustí a tiež možnosťami riadiaceho systému. Pohonné jednotky sú tvořené lineárnymi hydromotormi, mechanickými skrutkovými prevodmi a pneumatickými pohonmi tvoriacimi zložitú aparatúru ovládacieho systému.To date, various robotic and manipulator constructions with a strict purpose focus, such as e.g. manipulators for welding, feeding or coating workpieces. Their use is limited by the adaptability of the gripper jaws as well as the capabilities of the control system. The drive units consist of linear hydraulic motors, mechanical screw drives and pneumatic drives forming a complex apparatus of the control system.

Elektronický riadiaci systém je ovládaný magnetickými a diernymi páskami, resp. pamáťovými jednotkami. Konštrukcia manipulátorov je aložitá s minimálnymi, ale přitom prácnymi možnosťami rozmerovej variabilnosti pre meniace sa podmienky prevádzky.The electronic control system is controlled by magnetic and hole tapes, respectively. memory units. The design of the manipulators is complicated with minimal but at the same time laborious possibilities of dimensional variability for changing operating conditions.

Zložité riadiace a ovládacie systémy sú značné citlivé na pracovně prostredie manipulátora a jeho změny spůsobujú časté poruchy a následné časové straty vyplývajíce z prestojov potřebných na opravu manipulátora. V neposlednom radě si vyžadujú tieto manipulátory poměrně vysoké zriaďovacie náklady a náklady na údržbu.The complex control and control systems are highly sensitive to the manipulator's working environment and its changes cause frequent breakdowns and consequent time losses resulting from downtime needed to repair the manipulator. Last but not least, these manipulators require relatively high installation and maintenance costs.

Nevýhody súčasného stavu odstraňuje stavebnicový manipulátor podía vynálezu, 'ktorého podstata spočívá v tom, že hnacia tyč je na vyloženom konci primárného ramena uložená v ložisku, ktoré je prestavitel'ne uložené v rovině kolmej na os otáčanla sekundárného ramena a v smere kolmom na pozdížnu os hnacej tyče, napr. pomocou veka a puzdra s výstřednými středovými vrtaniami.Disadvantages of the present state are eliminated by the modular manipulator according to the invention, which is based on the fact that the drive rod is mounted on the unloaded end of the primary arm in a bearing which is adjustable in a plane perpendicular to the axis of rotation of the secondary arm and in a direction perpendicular to the longitudinal axis bars, e.g. using a lid and a sleeve with eccentric center bores.

Výhody navrhovaného riešenia spočívajú predovšetkým v skutečnosti, že relativné tenká hnacia tyč skrutky závitovikového převodu dovoluje premiestňovanie polohy uloženia na vyloženom konci bez zásahu na iných miestach pohonu, teda v jednoduchosti riešenia, šmerujúeej k maximálnej hospodárnosti výroby.The advantages of the proposed solution lie mainly in the fact that the relatively thin drive rod of the screw of the worm gear allows the position of the bearing at the unloaded end to be moved without interfering at other points of the drive, thus simplicity of the solution.

Prakticky to znamená, že tyč sa spojí s hriadelom elektromotore a ďalej bezvólovo so závitovkovým Íkolesom poháňajúclm sekundárné rameno manipulátora. Posúvanie hnacej tyče v ložisku v rovině kolmej na os otáčania sekundárného ramena vymedzuje vól'u v závitovikovom převode klbu, znižuje rozsah pásma necitlivosti a sitrát v mechanickom převode, čo sa v konečnom dósledlku prejavuje vo vyššej spolehlivosti a přesnosti zariadenia pri manipulácii s bremenom.Practically, this means that the rod is coupled to the shaft of the electric motor and further to the worm-wheel to drive the secondary arm of the manipulator. The displacement of the drive rod in the bearing in a plane perpendicular to the pivot axis of the secondary arm defines the clearance in the worm gear drive, reducing the dead band range and the sieve in the mechanical gear, which ultimately results in higher reliability and precision of the load handling equipment.

Jednoduchá konštrukcia, nenáročná súčiastková základna, nízká technologická náročnost výroby v podstatnej miere pozitivně vplývajú na zriaďovacie náklady manipulátora, čo umožňuje jeho široké využitie v róznych oblastiach priemyslu a tiež v didalktike pri výchove technických kádrov ako názorná pomůcka pre jednoduchá automaitickú manipuláciu so súčiastkami vo výrobnom procese.Simple construction, unpretentious component base, low technological demands of production significantly positively influence the handling costs of the manipulator, which enables its wide use in various fields of industry and also in didalctics in training of technical cadres as an illustration for easy automaitic manipulation of components in production process. .

Na přiložených výkresoch je schematicky znázorněný stavebnicový manipulátor pódia vynálezu, kde na obr. 1 je znázorněný manipulátor v náryse a na obr. 2 v půdoryse. Obr. 3 znázorňuje převodové ústrojenstvo otočnej jednotky a klbu sekundárného ramena a obr. 4 znázorňuje příklad uloženia hnacej tyče v ložisku vo vyloženom konci primárného ramena manipulátora.In the accompanying drawings, a modular manipulator according to the invention is shown schematically; 1 is a front elevational view of the manipulator and FIG. 2 in plan view. Fig. 3 shows the transmission device of the pivot unit and the joint of the secondary arm, and FIG. 4 shows an example of bearing of the drive rod in the bearing in the lined end of the manipulator primary arm.

Základ stavebnicového manipulátora tvoří štíp 2, primárné rameno 3 a sekundárné rameno 4. Štíp 2 je vytvořený kombináciou spojenia róznych dížok nástaivcov 21. Jeden koniec štípa 2 je pevne spojený s podstavou 1 a druhý koniec štípa 2 je opatřený přírubou 5.The basis of the modular manipulator is formed by the pin 2, the primary arm 3 and the secondary arm 4. The pin 2 is formed by combining the different lengths of the shoe 21. The end of the pin 2 is firmly connected to the base 1 and the other end of the pin 2 is flange 5.

Podstava 1 je vytvořená z došky obdížnikového alebo štvorcového tvaru a je opatřená vo svojich vrcholoch sadou závitovkových otvorov 16 a sadou hladkých oitvorov 17. V závitovlkových otvoroch 16 sú uložené nivelaoné skrutky 19, ktorými sa vyrovnávajú nerovnosti podlahy a nastavuje sa doska pomocou týchto' skrutiek do vodorovnej polohy.The base 1 is formed from a thatch of a rectangular or square shape and is provided at its apex with a set of screw holes 16 and a set of plain holes 17. The screw holes 16 accommodate leveling screws 19 to compensate for floor unevenness and adjust the board with these screws. horizontal position.

V hladkých otvoroch 17 sú uložené kotviace skrutky 18, ktorými sa podstava 1 manipulátora pevne uchytí k základovej podlahe. Na přírubě 5 štípa 2 je uchytený hriadel' převodovky 10 otočnej jednotky 13 primárného ramena 3. Hriadel' 12 preichádza převodovkou 10, pričom v stěnách převodovky 10 je otočné uložený a v telese převodovky 10 je Opatřený ozubením, do ktorého zasahuje šnek 15 připojený na jednu z dvojice hnacích agregátov 6 umiestnených na konzole 7 na konci primárného ramena 3.Anchoring bolts 18 are received in the smooth holes 17 by which the manipulator base 1 is fixedly attached to the foundation floor. The shaft 12 of the primary arm 3 is mounted on the flange 5 of the splint 2. The shaft 12 extends through the gear 10, being rotatably mounted in the walls of the gear 10 and provided with a toothing in which the worm 15 engages one of the a pair of drive units 6 disposed on the bracket 7 at the end of the primary arm 3.

Medzi druhým koncom primárného ramena 3 a sekundárným ramenom 4 je vradený otočný Ikíb 14 reprezentovaný závitoMkovým prevodom 11, ktorý je ovládaný hnaicou týčou 20 prechádzajúcou primárným ramenom 3 a připojenou na druhý z dvojice agregátov 6. Na konci primárného' ramena 3 je ložisko 22 hnacej tyče 20 uložené vo výetred251522 n-om puzdre 25 a veku 24 s výstředným vrtáním 26.Between the second end of the primary arm 3 and the secondary arm 4 is a rotary joint 14, represented by a threaded gear 11, which is driven by a drive rod 20 passing through the primary arm 3 and connected to the other of the pair of aggregates. 20 are disposed in the eccentric sleeve 25 and the lid 24 with eccentric bore 26.

Sekundárné rameno 4 je ukončené technologickou hlavicou 9, v ktorej je uchytený výkonový prvok reprezentovaný chápadlomThe secondary arm 4 is terminated by a technological head 9 in which a power element represented by a gripper is mounted.

8. Agregáty 6 sú připojené na neznázornený jednoduchý riadiaci systém.8. The aggregates 6 are connected to a simple control system (not shown).

V prevádzfce je stavebnicový manipulátor pomocou podstavy 1, nivelačných skrutiek 19 a kotviacich skrutiek 18 uchytený v zákiladovej podlahe. Na stlpe 2, pevne prichytenom k podstave 1, zostavenom do potretonej výšky pomocou nádstavcov 21 je připevněný hriadel' 12 otočné uložený v prevodovke 10 otočnej jednotky 13. Do ozubenia hriadela 12 zaberá šnek 15 poháňaný agregátom 8.In operation, the modular manipulator is fastened to the base floor by means of a base 1, leveling screws 19 and anchoring screws 18. A mounted shaft 12 is rotatably mounted in the gearbox 10 of the rotary unit 13 on a column 2 firmly attached to the base 1 assembled to a supreted height by means of extensions 21.

Riadiaci systém vydá impulz hnaciemu agregátu 8, ktorý poháňa šnekorn a pri zabrzděném hriadeli 2, šnek 15 pootáča celou otočnou jednotkou 13 a primárným ramenem 3. Sekundárné rameno 4 je pootáčané pomocou závitovkOvého převodu 11 spojeného s hnacím agregátom 6 relativné tenkou týčou 20.The control system gives a pulse to the drive assembly 8, which drives the worm and, when the shaft 2 is engaged, the worm 15 rotates through the entire rotary unit 13 and the primary arm 3. The secondary arm 4 is rotated by a worm gear 11 connected to the drive unit 6 by a relatively thin rod 20.

V hlavici 9 sekundárného ramena 4 je uchytené chápadlo 8, ktorého výsledný pohyb v jednej rovině je výsledkom -kombinácie impulzov riadiaceho systému -dodávaných agregátom 6. Agregáty 6 sú vytv-o-rené napr. krokovými motormí, ktoré zaibezpečujú přesné vymedzenie dráhy pohybov primárného a sekundárného ramena 3, 4. Vola v závitovfcoVOm převode 11 je vymedzitetná, tým, že hnacia tyč 20 sekundárného ramena 4 je uložená na vyložen-om koníci ramena 3 v ložisku 22 posuvného v rovině kolmej na os 23 otáčania sekundárného ramena 4 pomdcou vzájemného pootáčania veka 24 a vý-stredínéh-o- puzdra 25.A gripper 8 is mounted in the head 9 of the secondary arm 4, the resulting movement of which in one plane results from the combination of the pulses of the control system delivered by the aggregate 6. The aggregates 6 are formed e.g. stepping motors that provide a precise delimitation of the path of movement of the primary and secondary arms 3, 4. The crank in the worm gear 11 is defined by the drive rod 20 of the secondary arm 4 being supported on the projecting end of the arm 3 in a bearing 22 movable in a plane perpendicular. on the axis of rotation 23 of the secondary arm 4 by pivoting the lid 24 and the center-sleeve 25 relative to each other.

Posúvaním hnacej tyče 20 v uvedenej rovině sa zároveň posúva závitOvka do hnaného kolesa a vym-edzuje sa tým nadměrná vol'a -v závitovk-ovom -převode 11.By moving the drive rod 20 in said plane at the same time, the thread of the shoe is pushed into the driven wheel and thus an excessive voltages in the worm gear 11 are prevented.

Stavebnicový manipulátor je využitelný v didaktike a vo výchove technických -kádr-oiv v obore manipulátorov a robotov a ďalej všade tam, kde je možné uiplatnenie jednoduchej manipulácie s predmetmi.The modular manipulator can be used in didactics and technical education - cadre-oiv in the field of manipulators and robots and wherever it is possible to apply simple manipulation with objects.

Claims

A modular manipulator consisting of a base with mounting holes and a support column, provided with a flange connection, on which a rotary unit with drive units is mounted, the primary arm being fixed to the rotary unit, in which a threaded transmission screw for driving the secondary arm, characterized in that the drive rod (20) is mounted on the lined end of the primary arm (3) in a bearing (2,2) which is adjustable in a plane perpendicular to the pivot axis (23) of the secondary arm (2) and in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the drive rod (20).

2. The modular manipulator according to claim 1, characterized in that the base (1) is provided with threaded holes (16) for receiving the leveling screws (19).