CZ31402U1 - Rotační manipulátor - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká rotačního manipulátoru obsahujícího základovou desku, která vykonává otáčivý pohyb okolo své rotační osy, přičemž na této základové desce je uloženo alespoň jedno manipulační rameno pro přemístění pracovního dílu mezi pracovními pozicemi opatřenými pracovními j ednotkami.

Dosavadní stav techniky

V současné době jsou známy rotační manipulátory obsahující základovou desku opatřenou jedním nebo více manipulačními rameny pro přemístění pracovního dílu do pracovní jednotky. Při sestavování a testování pracovního dílu v rotačním manipulátoru rotuje základová deska s pevně uloženým manipulačním ramenem okolo své rotační osy, přičemž toto manipulační rameno rotuje souhlasně s touto základovou deskou. Manipulační rameno přesouvá pracovní díl postupně do následujících pracovních pozic, přičemž otočením základové desky o 360 stupňů se manipulační rameno přesune zpět do své výchozí polohy. Nevýhodné je zejména uspořádání a připojení kabeláže k jednotlivým manipulačním ramenům, kdy z důvodu rotace základové desky dochází ke kroucení kabelů a jejich následnému poškození.

Pro přesunutí pracovního dílu pomocí manipulačního ramene mezi pracovními jednotkami je nutné nastavit pohyb manipulačního ramene mezi každými dvěma pracovními pozicemi. Nevýhoda takového zařízení je, že při seřízení pohybu manipulačního ramene mezi dvěma pracovními pozicemi je následně nutné seřídit pohyby manipulačního ramene mezi všemi následujícími pracovními pozicemi.

Cílem technického řešení je rotační manipulátor, který odstraňuje nebo alespoň výrazně zmenšuje výše popsané nevýhody.

Podstata technického řešení

Cíle technického řešení je dosaženo rotačním manipulátorem podle předkládaného technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že na základové desce jsou uložena alespoň dvě manipulační ramena, která jsou spřažena se základovou deskou otočně uloženou okolo své rotační osy, přičemž krajní polohy každého manipulačního ramena při otáčení základové desky jsou vymezeny dvěma sousedními pracovními pozicemi.

V základním provedení vykonává manipulační rameno kyvný vratný pohyb mezi dvěma pracovními pozicemi, přičemž mezi těmito dvěma pracovními pozicemi může být uložena alespoň jedna další pracovní pozice, kde se manipulační rameno zastaví a provede pracovní operaci. Např. kyvný vratný pohyb manipulačního ramene mezi první a třetí pracovní pozicí, přičemž manipulační rameno se při pohybu z první do třetí pracovní pozice se zastaví ve druhé pracovní pozici. Ve výhodném provedení vykonává manipulační rameno kyvný vratný pohyb mezi dvěma sousedícími pracovními j ednotkami.

V jednom z možných provedení je alespoň jedna pracovní pozice neobsazená, případně je alespoň na jedné pracovní pozici uložena rezervní jednotka pro odložení pracovního dílu, přičemž prázdná pracovní pozice nebo rezervní jednotka slouží pro uložení pracovní jednotky potřebné např. k dalšímu zpracování nebo kontrole pracovního dílu.

Konec manipulačního ramene je pak s výhodou opatřen uchopovacím zařízením, např. upínacími kleštinami, uzpůsobeným pro uchycení pracovního dílu při jeho přesunutí mezi pracovními jednotkami.

Manipulační rameno rotačního manipulátoru je s výhodou opatřeno lineárními jednotkami, např. pneumatickými válci, které umožňují pohyb manipulačního ramene v horizontálním a vertikálním směru, a dále lineární jednotkou, která ovládá sevření a rozevření uchopovacího zařízení.

-1 CZ 31402 Ul

Manipulační ramena a pracovní jednotky jsou ve výhodném provedení demontovatelné.

V případě čištění, opravy nebo jiné manipulace s nimi je lze snadno a rychle vyměnit za další manipulační rameno nebo pracovní jednotku, čímž se zkrátí doba nečinnosti rotačního manipulátoru.

Objasnění výkresu

Technické řešení je schematicky znázorněno na výkresech, kde je na jednotlivých vyobrazeních rotační manipulátor v axonometrickém pohledu/projekci, přičemž na obr. 1 je zobrazena deska se schematicky znázorněnými pracovními jednotkami a skříň motoru, na které je uložena základová deska opatřená čtyřmi manipulačními rameny, na obr. 2 je zobrazena skříň motoru se základovou deskou, která je opatřená pěti manipulačními rameny a zobrazenými pohyby základové desky a manipulačních ramen.

Příklady uskutečnění technického řešení

Rotační manipulátor podle tohoto technického řešení obsahuje skříň 1 s pohonnou jednotkou, na které je rotačně uložena základová deska 2 opatřená manipulačními rameny 3. V tomto příkladném provedení je základová deska 2 opatřena čtyřmi manipulačními rameny 3, jejíž počet se v dalších provedeních může lišit v závislosti na počtu pracovních jednotek 5.

Základová deska 2 kruhového tvaruje otočně uložená na skříni 1 s pohonnou jednotkou, přičemž v rotační ose základové desky 2 je vytvořen kruhový otvor, kterým je k jednotlivým manipulačním ramenům 3 přivedena nezobrazená kabeláž.

Manipulační ramena 3 jsou uložena na vnějším okraji homí strany základové desky 2, přičemž úhlová vzdálenost mezi jednotlivými manipulačními rameny 3 je stejná. V provedení zobrazeném na obr. 1 je základová deska 2 opatřena čtyřmi manipulačními rameny 3 a jednou volnou pozicí a na obr. 2 je základová deska 2 opatřena pěti manipulačními rameny 3, přičemž úhlová vzdálenost mezi jednotlivými manipulačními rameny 3, resp. mezi manipulačním ramenem 3 a volnou pozicí, je v těchto příkladných provedeních 72 stupňů.

Manipulační ramena 3 obsahují radiální, vertikální a uchopovací lineární jednotky 31, 32, 33, např. pneumatické válce, které umožňují pohyb manipulačních ramen 3 ve vertikálním směru a v horizontálních směrech. Radiální lineární jednotka 31 je vyměnitelně uložena na základové desce 2 a umožňuje vysunutí manipulačního ramene 3 ve směru A od rotační osy základové desky 2 a jeho zasunutí zpět. Na konci výsuvné části radiální lineární jednotky 31 je uložena vertikální lineární jednotka 32, která umožňuje pohyb manipulačního ramene 3 ve směru B rovnoběžném s rotační osou základové desky 2. Na konci výsuvné části vertikální lineární jednotky 32 je pak uložena upínací lineární jednotka 33 a na ni navazující uchopovací zařízení 311, přičemž upínací lineární jednotka 33 umožňuje sevření a rozevření uchopovacího zařízení 311, tj. pohyb jeho ramen směrem C k sobě a od sebe. Pozice uchopovacího zařízení 311 s uloženým pracovním dílem 4 je pak v horizontální rovině dána úhlem pootočení základové desky 2 s manipulačním ramenem 3 okolo své rotační osy a velikostí vysunutí radiálního lineárního pohonu 31 manipulačního ramene 3, které ovládá jeho pohyb směrem k ose a od osy rotace základové desky

2. Vertikální lineární jednotka 32 pak umožňuje měnit výšku pracovního dílu 4 uloženého na konci manipulačního ramene 3 v uchopovacím zařízení 331. Sevření, resp. rozevření, uchopovacího zařízení 331 je pak ovládáno upínací lineární jednotkou 33.

V dalším provedení může pak být alespoň jedna pracovní pozice obsazena pouze rezervní jednotkou pro odložení pracovního dílu 4 během pracovního procesu, přičemž tato rezervní jednotka slouží pro uložení pracovní jednotky 5 potřebné např. k dalšímu zpracování nebo kontrole pracovního dílu 4.

Příkladné provedení funkce rotačního manipulátoru bude popsáno na příkladu přesunu pracovního dílu 4 z pracovní jednotky 5 uložené na první pracovní pozici do druhé pracovní jednotky 5 uložené na druhé pracovní pozici.

-2CZ 31402 Ul

Obsluha zařízení nebo jiný manipulátor založí pracovní díl 4 do uložení v první pracovní jednotce 5, kde se po spuštění pracovního procesu provede příslušná pracovní operace.

Upínací lineární jednotka 33 manipulačního ramene 3 rozevře uchopovací zařízení 331 a následně se vysune radiální lineární jednotka 31 ze své výchozí zasunuté pozice ve směru A od středu rotační osy základové desky 2 do pozice, kdy se uchopovací zařízení 331 nachází nad uložením pracovního dílu 4 v první pracovní jednotce 51. Poté se vysune vertikální lineární jednotka 32 ze své výchozí zasunuté pozice ve svislém směru B, přičemž na jejímž konci uložené uchopovací zařízení 331 se společně s ním posune do stejné roviny, jako je uložen pracovní díl 4. Upínací lineární jednotka 33 sevře uchopovací zařízení 331, čímž se v něm uchytí pracovní díl 4. Pracovní díl 4 je vyjmut z uložení v první pracovní jednotce tak, že se nejprve zasune vertikální lineární jednotka 32 zpět do své výchozí zasunuté pozice a následně se zasune do své výchozí zasunuté pozice radiální lineární jednotka 3X, a základová deska 2 s manipulačním ramenem 3 se pootočí k následující druhé pracovní pozici.

Po otočení základové desky s manipulačním ramenem směrem ke druhé pracovní pozici se vysune radiální lineární jednotka 31 v radiálním směru A do pozice, kdy se uchopovací zařízení 331 s uloženým pracovním dílem 4 nachází nad místem pro uložení pracovního dílu 4 v druhé pracovní pozici. Následně se vysune vertikální lineární jednotka 32, čímž se uloží pracovní díl 4 do druhé pracovní jednotky 52 a upínací lineární jednotka 33 rozevře uchopovací zařízení 331 pro uvolnění pracovního dílu 4. Nakonec se vertikální lineární jednotka 32 a následně radiální lineární jednotka 31 zasunou zpět na své výchozí zasunuté pozice a manipulační rameno 3 se společně se základovou deskou 2 pootočí zpět na první pracovní pozici.

Současně všechna ostatní manipulační ramena 3 uložené na základové desce 2 vykonávají při rotaci základové desky 2 analogický pohyb mezi ostatními pracovními pozicemi 5, např. druhé manipulační rameno mezi druhou a třetí pracovní pozicí, třetí manipulační rameno mezi třetí a čtvrtou pracovní pozicí atd. Pohyb jednotlivých manipulačních ramen 3 pak lze individuálně naprogramovat pro konkrétní pracovní jednotku 5.

Průmyslová využitelnost

Technické řešení je využitelné v montážním zařízení, kde je prováděno více pracovních operací s jedním pracovním dílem.

Claims (3)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Rotační manipulátor obsahující otočně uloženou základovou desku (2), na které je uloženo alespoň jedno manipulační rameno (3) pro přemísťování pracovních dílů (4) mezi pracovními pozicemi, vyznačující se tím, že na základové desce (2) jsou uložena alespoň dvě manipulační ramena (3), která jsou spřažena se základovou deskou (2) otočně uloženou okolo své rotační osy, přičemž krajní polohy každého manipulačního ramena (3) při otáčení základové desky (2) jsou vymezeny dvěma sousedními pracovními pozicemi.
2. 2. Rotační manipulátor podle nároku 1, vyznačující se tím, že manipulační rameno (3) je na konci opatřeno uchopovacím zařízením (331).
3. 3. Rotační manipulátor podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že manipulační rameno (3) obsahuje alespoň jednu lineární jednotku (31, 32, 33) s lineárním pohonem v horizontálním směru a/nebo vertikálním směru a/nebo ve směru pohybu uchopovacího zařízení (331).