CZ2009214A3

CZ2009214A3 - Automatické manipulacní zarízení

Info

Publication number: CZ2009214A3
Application number: CZ20090214A
Authority: CZ
Inventors: Tanno@Daniel
Original assignee: Protechnik S.R.O.
Priority date: 2009-04-07
Filing date: 2009-04-07
Publication date: 2010-06-23
Also published as: WO2010115383A2; WO2010115383A3; ES2398932T3; EP2416924B1; PL2416924T3; CZ301796B6; EP2416924A2

Abstract

Automatické manipulacní zarízení urcené pro manipulaci s predmety z místa na místo, zejména pro zakládání a výmenu obrobku u stroju, obsahují zásobník (2), manipulátor (3) a ovládací a rídící jednotku (4), která je propojena jak s rídícím blokem (5) obsluhovaného zarízení tak s funkcními jednotkami zásobníku (2) i manipulátoru (3). Zarízení sestává z nosné základny (1) opatrené pláštem (14), kde na ploše základny (1) jsou upevneny zásobník (2) a manipulátor (3) propojené s rídící a ovládací jednotkou (4) umístenou vne plášte (14), pricemž zásobník (2) sestává z rotacne uloženého nosného sloupu (21), na nemž je uchycen jeden ci více horizontálne nad sebou situovaných skladovacích ploch (22), a manipulátor (3) sestává ze vzájemne spražených výškové jednotky (31), rotacní jednotky (32) a kyvné jednotky (33), k jejíž koncové cásti je pripevnen adaptér (34) vybavený technickými prostredky pro uchycení a prenos predmetu.

Description

Automatické manipulační zařízení

Oblast techniky

Vynález se týká konstrukce automatického manipulačního zařízení, určeného pro manipulaci s předměty z místa na místo, zejména pro zakládání a výměnu obrobků u číslicově řízených obráběcích strojů a center, ve skladech, na montážních linkách, v lakovnách apod.

Dosavadní stav techniky

V současné době se pro manipulaci s předměty používá mnoho různých automatických systémů, jejichž konstrukce a provedení se odvíjí zejména od místa využití a druhu přenášených výrobků. Ve většině případů se jedná o systémy využívajících průmyslové roboty nebo výměnné mechanizmy na bázi lineárních pohonů v horizontální nebo vertikální rovině. Nevýhodou používání průmyslových robotů je jejich vysoká pořizovací cena, náročné programování, poměrně nízká nosnost a značné nároky na zástavbový prostor, kdy je nutné z hlediska bezpečnosti zajistit ochranné oplocení pracoviště či umístit robot do speciální buňky. Nevýhodou používání výměnných mechanizmů na bázi lineárních pohonů je obtížná a komplikovaná kompenzace deformací při vyloženích a vyšším zatížení. Zvyšování tuhosti pak vede u těchto zařízení k vyšším pořizovacím nákladům, robustnějším konstrukcím, a tím k vyšším nárokům na zástavbový prostor. Společnou nevýhodou známých systémů je pak jejich pevná fixace přímo ke stroji nebo k podlaze v prostoru před a nebo bočně stroje, čímž se omezuje přístup obsluhy a v podstatě se zamezuje zástavba tohoto prostoru jinými zařízeními. Zásobníky těchto manipulačních zařízení bývají tvořeny stoly, regály, zásuvkami, pásy, paletami nebo dráhami, z nichž jsou snímány či vyjímány obrobky různými typy otočných či lineárně posuvných manipulátorů, které jsou pevně ukotveny k podlaze nebo společné základné.

-2Jako příklady výše uvedených zařízení je možno uvést provedení popsaná ve spisech CZ 271786, CZ 278074, CZ 258611, CZ 1992-3889 A1, EP 1481758, EP 1388391, EP 1775072, EP 1293307, US 2002025757 A1, DE 19641534 nebo EP 620078.

Úkolem předkládaného vynálezu je představit nové mobilní automatické manipulační zařízení poměrně jednoduché modulární konstrukce, které by umožňovalo univerzální použití pro manipulaci s předměty u různých strojů, výrobních linek a ve skladech, a to plněním zepředu i bočně. Dalším úkolem předkládaného řešení je umožnění bezproblémového přístupu k pracovnímu prostoru stroje, dosažení pohyblivosti manipulátoru ve třech osách při zajištění vysoké tuhosti a nosnosti konstrukce, a to při dodržení požadavku poměrně malého zástavbového prostoru.

Podstata vynálezu

Uvedeného cíle je dosaženo vynálezem, kterým je automatické manipulační zařízení určené pro manipulaci s předměty z místa na místo, zejména pro zakládání a výměnu obrobků u strojů, a obsahující zásobník, manipulátor a ovládací a řídící jednotku, která je propojena jak s řídícím blokem obsluhovaného zařízení tak s funkčními jednotkami zásobníku i manipulátoru. Podstata vynálezu spočívá v tom, že zařízeni sestává z nosné základny opatřené pláštěm, kde na ploše základny jsou upevněny zásobník a manipulátor propojené s řídící a ovládací jednotkou umístěnou vně pláště, přičemž zásobník sestává z rotačně uloženého nosného sloupu, na němž je uchycen jeden či více horizontálně nad sebou situovaných skladovacích ploch, a manipulátor sestává ze vzájemně spřažených výškové jednotky, rotační jednotky a kyvné jednotky, k jejíž koncové části je připevněn adaptér vybavený technickými prostředky pro uchyceni a přenos předmětů.

Ve výhodném provedení je základna opatřena pojezdovými prostředky, fixačními prvky polohy a řídícím madlem, přičemž nosný sloup je opatřen prvním pohonem, který je propojen s řídící a ovládací jednotkou, a plášť je opatřen vstupními dveřmi, minimálně jedním zakládacím oknem a případné průzorem.

-3Konečné je výhodné, když manipulátor sestává z výškové jednotky tvořené sloupovým vedením, které je připevněno k základně, a zevně nebo uvnitř něhož je uložena výškově stavitelná výsuvná jednotka, která je opatřena druhým pohonem a na jejímž volném konci je otočně uchycena rotační jednotka opatřená třetím pohonem a sestávající z horizontálně situovaného ramena, k jejímuž volnému konci je uchycena kyvná jednotka vytvořená ve formě paralelogramu, která je opatřena čtvrtým pohonem, kde ke koncové části kyvné jednotky je připevněn adaptér, přičemž všechny pohony jsou propojeny s řídící a ovládací jednotkou.

Předkládaným vynálezem se dosahuje nového a vyššího účinku v tom, že je mobilní, vyznačuje se jednoduchou konstrukci a je použitelné univerzálně pro manipulaci s různými předměty, například u strojů s předním i bočním zakládáním obrobků. Koncepčně je zařízeni řešeno tak, že umožňuje programování stejné či maximálně podobné jako je u CNC obráběcích strojů, systém manipulátoru umožňuje využít více programovatelných nulových bodů a přístup jednak k více úrovním skladovacích ploch zásobníku a jednak i k vnitřním prostorům jednotlivých skladovacích ploch. Koncový adaptér paralelogramu je možno přizpůsobit pro připojení technologických komponent s různými způsoby připojení, ať mechanickými, elektromagnetickými, pneumatickými či hydraulickými.

Popis obrázků na připojených výkresech

Konkrétní příklad provedení vynálezu je schématicky znázorněn na připojených výkresech, kde obr.1 je celkový axonometrický pohled na automatické manipulační zařízení a obr.2 je axonometrický pohled na zařízení z obr.1 se sejmutým obvodovým pláštěm a schématicky znázorněným zapojením řídící jednotky.

-4Příklady provedení vynálezu

Automatické manipulační zařízení sestává z nosné základny 1, v jejíchž protilehlých krajních částech jsou upevněny zásobník 2 a manipulátor 3. Základna 1 je vytvořena s výhodou ve tvaru obdélníka a je na spodní straně opatřena pojezdovými prostředky H, tvořeným například koly nebo válečky. Základna 1 je dále opatřena fixačními prvky 12. polohy, s výhodou realizovanými ve forpně výškové stavitelných nožek umístěných v oblasti uchycení pojezdových prostředků·!^ a řídícím madlem 13, připevněným k jedné z bočních stran základny 1. Základna 1 je pak opatřena obvodovým pláštěm 14, v němž jsou vytvořeny vstupní dveře 141, minimálně jedno zakládací okno 142 pro umožnění propojení vnitřního prostoru pláště 14 s neznázorněným pracovním prostorem stroje a na stěně přilehlé řídícímu madlu 13 průzorem 143 pro orientaci obsluhy pn ustavováni zařízení do pracovní polohy.

Zásobník 2 sestává z rotačně uloženého nosného sloupu 21, na němž je uchycen jeden či více horizontálně nad sebou situovaných skladovacích ploch 22, jejichž otáčení je realizováno prvním pohonem 23, který je propojen s řídící a ovládací jednotkou 4, tvořenou například počítačem vybaveným interaktivním displejem.

Manipulátor 3 sestává z výškové jednotky 31 tvořené sloupovým vedením 311. které je pomocí úchytné desky 312 připevněno k základné 1, a v jehož vnitřní dutině je uložena výškově stavitelná výsuvná jednotka 313 opatřená druhým pohonem 314 umožňujícím její plynulé výškové přestavování a propojeným s řídící a ovládací jednotkou 4, která je rovněž propojena s řídícím blokem 5 neznázornéného stroje. Na volném konci, například hřídeli, výsuvné jednotky 313 je otočně uchycena rotační jednotka 32, opatřená třetím pohonem 321, který je rovněž propojený s řídící a ovládací jednotkou 4. Rotační jednotka 32 sestává z horizontálně situovaného ramena 322. k jejímuž volnému konci je uchycena kyvná jednotka 33 vytvořená ve formě paralelogramu. Pohyb kyvné jednotky 33 je realizován čtvrtým pohonem 331, který je uložen uvnitř ramena 322 a je propojen s řídící a ovládací jednotkou 4. Ke koncové části kyvné jednotky 33 je připevněn adaptér 34 vybavený neznázorněnými běžnými technickými prostředky pro zajištění uchyceni a

-5prenos předmětů z místa na místo. Pro podstatu řešení je nepodstatné, zda se jedná o prostředky mechanické, pneumatické, elektromagnetické, či hydraulické.

Při požadavku na zakládáni obrobků do stroje se tyto naskládají v předem stanoveném pořadí na skladovací plochy 22 zásobníku 2 a celé manipulační zařízení se přistaví k pracovnímu prostoru stroje a pomocí fixačních prvků 12 se zajistí pracovní poloha manipulačního zařízení. Následně se propojí řídící a ovládací jednotka 4 s řídícím blokem 5, zablokuje se vstup do vnitřního prostoru pláště 14 a obsluha spustí pracovní proces. Manipulátor 3 snímá automaticky svým adaptérem 34 obrobky ze skladovacích ploch 22 zásobníku 2 v předem stanoveném pořadí, a manipuluje s nimi, například je vkládá do pracovního prostoru stroje a po obrobení je ukládá zpět. Veškerá činnost manipulačního zařízení je během celého naprogramovaného výrobního cyklu plně automatizována bez nutnosti zásahu obsluhy.

Průmyslová využitelnost

Automatické manipulační zařízení je určeno pro manipulaci předmětů z místa na místo v různých odvětvích průmyslu, například pro zajištěni výměny obrobků u výrobních strojů a center pro ukládáni a vyjímání výrobků ze skladovacích ploch zásobníků či regálů, pro ukládáni předmětů z palet na montážní linky apod.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Automatické manipulační zařízení určené pro manipulaci s předměty z místa na místo, zejména pro zakládání a výměnu obrobků u strojů, a obsahující zásobník (2), manipulátor (3) a ovládací a řídící jednotku (4), která je propojena jak s řídícím blokem (5) obsluhovaného zařízení tak s funkčními jednotkami zásobníku (2) i manipulátoru (3), vyznačující se tím, že sestává z nosné základny (1) opatřené pláštěm (14), kde na ploše základný?jsou upevněny zásobník (2) a manipulátor (3) propojené s řídící a ovládací jednotkou (4) umístěnou vně pláště (14), přičemž zásobník (2) sestává z rotačně uloženého nosného sloupu (21), na němž je uchycen jeden či více horizontálně nad sebou situovaných skladovacích ploch (22), a manipulátor (3) sestává ze vzájemně spřažených výškové jednotky (31), rotační jednotky (32) a kyvné jednotky (33), k jejíž koncové části je připevněn adaptér (34) vybavený technickými prostředky pro uchyceni a přenos předmětů.
2. Automatické manipulační zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že základna'je opatřena pojezdovými prostředky (11), fixačními prvky (12) polohy a řídícím madlem (13).
3. Automatické manipulační zařízení podle nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že nosný sloup (21) je opatřen prvním pohonem (23), který je propojen s řídící a ovládací jednotkou (4).
4. Automatické manipulační zařízení podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že plášť (14) je opatřen vstupními dveřmi (141), minimálně jedním zakládacím oknem (142) a případné průzorem (143).
5. Automatické manipulační zařízení podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že manipulátor (3) sestává z výškové jednotky (31) tvořené sloupovým vedením (311), které je připevněno k základné (1), a zevně nebo uvnitř něhož je uložena výškově stavitelná výsuvná jednotka (313), která je opatřena druhým pohonem (314) a na jejímž

-Ίvolném konci je otočně uchycena rotační jednotka (32) opatřená třetím pohonem (321) a sestávající z horizontálně situovaného ramena (322), k jejímuž volnému konci je uchycena kyvná jednotka (33) vytvořená ve formě paralelogramu, která je opatřena čtvrtým pohonem (331), kde ke koncové části kyvné jednotky (33) je připevněn adaptér (34), přičemž všechny pohony (314), (321) a (331) jsou propojeny s řídicí a ovládací jednotkou (4).