CS267583B1 - Rámový biparale1ogramový manipulátor - Google Patents

Abstract

Rámový biparalelogramový manipulá­ tor je určen pro mezioperační manipulaci s volně loženými výrobky nebo polotovary. Skládá se z rotační jednotky, dopravního paralclogramu a uchopovacích hlavic. Je opatřen zařízením pro kompenzaci polohy.

Description

Vynález se týká rámového biparalelogramového manipulátoru, jenž se skládá z rotačně uloženého zdvojeného paralelogramového mechanismu, opatřeného přímočarým motorem a zařízením pro kompenzaci polohy, jehož součástí je nejméně jedna pasivní, případně aktivní uchopná hlavice.

Účelem vynálezu je zajistit vysokou tuhost a malé příčné rozměry manipulátoru či robotu, minimální odstředivé a jiné deformační síly, působící na předmět manipulace při manipulačním pohybu, minimální vzdálenost mezi manipulátorem či robotem a kruhovou sintrovací pecí, umožnit manipulaci nejméně se dvěma předměty manipulace najednou, minimální počet manipulačních pohybů při přenosu předmětů manipulace, zachovávání neustále vodorovné polohy předmětů manipulace, kompenzaci polohy předmětů manipulace a výrazně snížit nebo úplně odstranit vysoký podíl živé práce při vkládání kovových rámečků se syrovými výlisky z práškového skla do pracovního prostoru kruhové sintrovací pece. Podmínka kompenzace polohy předmětů manipulace je nezbytně nutná, nebot bez jejího splnění by v důsledku precesního pohybu kruhového stolu sintrovací pece nebylo možné předměty manipulace vkládat do pracovního prostoru kruhové sintrovací pece bez reálného rizika jejich kolize s kruhovým stolem sintrovací pece.

V oblasti průmyslových robotů a manipulátorů je známá celá řada různých konstrukčně technických řešení. Řešení, využívající paralelogramový mechanismus jsou popsána například v autorském osvědčení SSSR 776 852 a SU 1186464 A a v patentovém spisu EP 0118033 AI. V autorském osvědčení SSSR 776 852 se manipulátor skládá z rotačního hydromotoru, hlavního nosného ramena, přímočarého motoru a paralelogramového mechanismu. Hlavní, nosné rameno je ve spodní části spojeno s rotačním hydromotorem a v horní, koncové části jsou k němu kyvně připojena ramena paralelogramového mechanismu, jejichž pohyb j‘e zprostředkován přímočarým motorem, který je výkyvné připojen k hlavnímu, nosnému ramenu v jeho střední části. Řešení je zatíženo řadou nedostatků, které spočívají v tom, že použitý paralelogram je začleněn do otevřeného kinematického řetězce, že nazachovává stále stej’nou, horizontální polohu, že neumožňuje manipulaci s více předměty najednou, a kompenzaci polohy předmětů manipulace. V autorském osvědčení SU 1186464 se manipulátor skládá ze dvou paralelogramových ramen, která jsou v horní, koncové části spojena prodlouženým příčníkem a ve spodní části je každé z obou ramen pevně spojeno v radiálním směru s rotačně uloženým ozubeným kolem. Obě kola jsou vzájemně spojena řetězovým převodem a hnací ozubené kolo je poháněno prostřednictvím ozubeného hřebenu na pístnici přímočarého motoru. Nedostatek tohoto řešení spočívá v tom, že paralelogram je začleněn do otevřeného kinematického řetězce, že má poměrně složitý hnací mechanismus, že neumožňuje manipulaci s více předměty současně a kompenzaci polohy předmětů manipulace. V patentovém spisu EP 0118033 AI se manipulátor skládá ze dvou paralelogramových ramen, která jsou ve spodní části výkyvné připojena k základně a v horní části k segmentu trojúhelníkového tvaru, s nímž je spojen koncový bod hnacího kulisového ustrojí, které je též připojeno k základně. Řešení neumožňuje uchopování více předmětů manipulace současně a kompenzaci jejich polohy.

Nedostatky uvedených řešení odstraňuje z převážné části rámový biparalelogramový manipulátor podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že k rotační jednotce je upevněn konstrukčně kompaktní dopravní paralelogram, k jehož prodlouženému příčníku je připojeno zařízení pro kompenzaci polohy představované konstrukčně kompaktním paralelogramem, který je volně přispúsobivý a má možnost vyrovnávat diskrétní polohu předmětu manipulace bez pomoci jakéhokoli přídavného hnacího členu.

Výhodou rámového biparalelogramového manipulátoru je především to, že má možnost kompenzace polohy předmětu manipulace v místě styku s kruhovým stolem sintrovací pece, jenž mimo otáčivého pohybu kolem své vertikální osy vykonává i pohyb precesní.

Předmět vynálezu j‘e zřejmý z následujícího popisu a schématického výkresu, kde j’ednotlive

CS 267 583 Bl obrázky značí: obrázek 1 celkový kosoúhlý pohled na rámový biparalelogramový manipulátor podle vynálezu, obrázek 2 způsob pohybu paralelogramových ramen zařízení pro kompenzaci polohy předmětů manipulace, obrázek 3 moment styku předmětu manipulace s pracovní jdochou kruhového stolu sintrovací pece, obrázek 4 případ, kdy pracovní plocha kruhového stolu sintrovací pece je ve spodní poloze a kdy ještě nedojde k vychýlení paralelogramových ramen zařízení pro kompenzaci polohy, obrázek 5 případ, kdy pracovní plocha kruhového stolu sintrovací pece je částečně posunuta o vertikální výchylku +yj. V důsledku vertikální výchylky ^y^ následně dojde k uhlové výchylce +paralelogramových ramen zařízení pro kompenzaci polohy. Obrázek 6 značí případ, kdy je pracovní plocha kruhového stolu sintrovací pece posunuta o vertikální výchylku +y₂» která je větší než vertikální výchylka vy^. Vertikální výchylce +y₂ analogicky odpovídá uhlová výchylka + y₂, která je větší než úhlová výchylka + ?y£

Rámový biparalelogramový manipulátor se skládá z rotační jednotky 1 s vertikální osou otáčení. Rotační jednotka 1 je ve své spodní části uložena otočně na základním rámu 2 a ke své horní části má pevně připojenu podkladovou plotnu 3. Na podkladové plotně 3 jsou kyvně uložena nosná ramena 4, 5 dopravního paralelogramu, z nichž nosné rameno 4 je hnací a nosné rameno 5 hnané. K nosnému ramenu 4 je v jeho spodní části kinematicky připojen přímočarý motor 6, jenž je kyvně připojen k rotační jednotce 1. Nosná ramena 4, 5 dopravního paralelogramu jsou ve své horní části propojena prodlouženým příčníkem 7. K němu je po obou stranách rámové konstrukce kyvně uchyceno zařízení pro kompenzaci polohy, které se skládá z dvojice volně přizpůsobivých paralelogramových ramen 8, 9. Obě paralelogramová ramena 8, 9 jsou v důsledku gravitační síly udržována ve spodní poloze, která je omezena pružným dorazem 13, jenž je po obou stranách rámové konstrukce připevněn ke koncové části prodlouženého příčníku 7 pod oběma paralelogramovými rameny 8, 9. K uhlovému vychýlení obou paralelogramových ramen 8, 9 o uhel může dojít pouze tehdy, je-li pracovní plocha kruhového stolu 14 sintrovací pece v daném okamžiku a v místě styku s předmětem manipulace posunuta o vertikální výchylku +y. Obě dvojice paralelogramových ramen 8, 9 vzájemně propojuje deska 10, která slouží jednak jako příčník obou paralelogramu zařízení pro kompenzaci polohy a jednak k umístění nejméně jedné uchopné hlavice 11. Pro uchopování kovových rámečků 12, jakožto předmětů manipulace, lze s výhodou využít elektromagnetickou uchopnou hlavici.

Po uvedení rámového biparalelogramového manipulátoru do chodu dojde k uchopení kovových rámečků 12 ze zásobníku 15 prostřednictvím uchopné hlavice 11 a k přesunu nosných ramen 4, 5 od zásobníku 15 k pracovní ploše kruhového stolu 14 sintrovací pece tak, že se těžiště kovových rámečků 12 dostane do těsné blízkosti vertikální osy otáčení rotační jednotky 1. Po otočení rotační jednotky 1 o 180° následuje přesun nosných ramen 4, 5 od zásobníku 15 k pracovní ploše kruhového stolu 14 sintrovací pece, po němž dojde k uložení kovových rámečků 12 na pracovní plochu kruhového sttiu 14 sintrovací pece. Dále následuje přesun nosných ramen 4, 5 od pracovní plochy kruhového stolu 14 k zásobníku 15, otočení rotační jednotky 1 o 180° a opět přesun nosných ramen 4, 5 od pracovní plochy kruhového stolu 14 směrem k zásobníku 15 a celj' cyklus uvedených pohybů se opakuje.

Vynález lze použít u kruhových sintrovacích pecí k mezioperační manipulaci s volně loženými výrobky při zachování jejich stále stejné prostorové orientaci i tam, kde v důsledku stísněných prostorových podmínek nelze použít manipulátor či robot s výsuvným , rotačně uloženým ramenem.

Claims (1)

1. Rámový biparalclogramový manipulátor, skládající se z rotační jednotky, dopravního para1e1ogramu, tvořeného podkladovou plotnou, nosnými rameny a prodlouženým příčníkem a nejméně jednou uchopnou hlavicí vyznačený tím, že k prodlouženému příčníku /7/ jsou výkyvné připojena paralelogramová ramena /8, 9/, která jsou propojena deskou /10/, na níž je připevněna nejméně jedna uchopná hlavice /11/.