ES2207341T3

ES2207341T3 - Dispositivo de guiado de conduccion flexible para un robot industrial.

Info

Publication number: ES2207341T3
Application number: ES99971367T
Authority: ES
Inventors: Christer Lundstrim; Gunnar Thiede
Original assignee: ABB AB
Current assignee: ABB AB
Priority date: 1998-10-16
Filing date: 1999-10-14
Publication date: 2004-05-16
Anticipated expiration: 2019-10-14
Also published as: JP2002528285A; AU1425900A; EP1148979B1; ATE247542T1; SE511643C2; US6644602B1; WO2000025990A1; EP1148979A1; SE9803547L; DE69910620T2; DE69910620D1; SE9803547D0

Abstract

Una guía de línea (20) para un robot industrial con una línea continua flexible (40), que incluye un circuito entre un par de piezas giratorias (12, 14) de un robot industrial (10) que giran una con respecto a la otra en torno a un eje (18), en el que el circuito incluye un par de torones (42, 44) de la línea acoplados a una barra curvada (46) que se extiende en torno al eje (18), las caras externas de los torones se encuentran engranadas con las piezas respectivas, de modo que el circuito genera un movimiento en torno al eje (18) cuando las piezas giran una con respecto a la otra, que está caracterizado porque el engranaje incluye una ranura separada (22, 32) dispuesta para cada torón (42, 44).

Description

Dispositivo de guiado de conducción flexible para un robot industrial.

Campo técnico

La presente invención hace referencia a una guía de línea flexible para un robot industrial de conformidad con la introducción de la 1ª reivindicación.

Dichas guías se utilizan generalmente para transportar una línea externa en forma de línea de fluido presurizado o de cable de soldeo, por ejemplo, entre el pedestal y la sección superior giratoria de un robot industrial.

Arte previo

Se han presentado guías de este tipo, por ejemplo, en US-A-5 694 813, US-A-4 427 170 y EP-A-0 552 688. Una desventaja de las citadas guías ya conocidas es que la sección periférica externa del circuito, en especial, en la barra curvada, debe ser guiada por la parte interna de una pared cilíndrica fija o una pared cilíndrica que gira junto con la sección superior del robot con el fin de evitar una desviación hacia el exterior de la trayectoria del movimiento en torno al eje, lo que ocasiona una fricción y un desgaste no deseados de la cubierta de la línea.

Sumario de la invención

El primer objetivo de la presente invención es lograr una guía del tipo reseñado en la introducción que reduzca de forma significativa el desgaste, incrementando de este modo la vida útil de la cubierta de la línea.

El segundo objetivo es obtener una guía que facilite la sustitución de la línea.

Dichos objetivos se alcanzan gracias a las características que se describen en las siguientes reivindicaciones.

De conformidad con un aspecto de la invención, una ranura separada para cada torón es el único engranaje suministrado entre el circuito de cable y las piezas que giran una con respecto a la otra. De este modo, ninguno de los torones ni la barra curvada quedan en contacto deslizante con una pared, tal y como era el caso en invenciones anteriores, de modo que se elimina esencialmente todo el movimiento relativo entre la cubierta de la línea y las piezas que giran una con respecto a la otra que es el que ocasiona el desgaste. Otra ventaja adicional es que, gracias a esta disposición se genera un mayor espacio libre resultante entre las ranuras, por lo que es más fácil retirar la línea de la guía y volverla a instalar cuando ésta debe ser sustituida.

De acuerdo con una materialización preferente de la invención, las ranuras cuentan con diferentes radios mutuos de modo que la barra curvada será angulada en relación con el eje común de rotación. De este modo, el radio de curvatura de la barra curvada se puede incrementar asimismo de forma ventajosa a una distancia axial predeterminada entre las ranuras. Esto garantiza, por una parte, que el movimiento relativo insignificante que, no obstante, se produce entre la línea y la ranura tiene lugar primordialmente sólo en la transición entre el torón y la barra curvada de la ranura con el radio más pequeño, y por otra, que la barra curvada presenta una tendencia inferior a desviarse en una tangente externa de la trayectoria de rotación, puesto que tiene una inclinación hacia el interior desde el radio de mayor amplitud. Si las ranuras están formadas por elementos ranurados que pueden ser montados en la parte externa de las piezas respectivas de modo que éstos pueden ser retirados, se puede acoplar posteriormente con facilidad al robot existente una guía adicional integrada de acuerdo con la invención.

Otras características y ventajas de la invención resultan evidentes sobre la base de las reivindicaciones y de la descripción detallada que se reseña a continuación.

Descripción de los dibujos

Las materializaciones de la invención se describen de forma detallada a continuación por medio de ejemplos y hacen referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Fig. 1 es una perspectiva diagramática con vista posterior de un robot industrial con algunas piezas desmontadas y que está equipado con una guía de conformidad con la invención.

La Fig. 2 es una perspectiva diagramática simplificada de la guía de la Fig. 1 con vista superior en ángulo oblicuo.

La Fig. 3 es una perspectiva parcialmente transversal con piezas desmontadas de una materialización preferente de un elemento ranurado de conformidad con la invención.

La Fig. 4 es una perspectiva transversal de una materialización alternativa de un elemento ranurado de conformidad con la invención.

La Fig. 5 es una perspectiva frontal y superior con un ángulo oblicuo de un pedestal y del elemento de bastidor de un robot industrial equipado con un elemento ranurado de conformidad con la Fig. 3.

La Fig. 6 es una perspectiva lateral de una guía de conformidad con la invención equipada con un soporte para la sección superior de la línea guiada.

Descripción detallada de las materializaciones

En la representación diagramática de la Fig. 1, el robot industrial generalmente es designado como (10) e incluye una sección inferior (12) en forma de pedestal fijo y una sección superior giratoria (14) en forma de unidad de bastidor que gira en relación con el pedestal en torno a un eje vertical (18). La sección inferior (12) y la sección superior (14) están acopladas entre sí mediante una disposición de cojinetes (16) que no se refleja de forma detallada.

Una línea continua y flexible (40) con una cubierta que no aparece de forma detallada se extiende entre la sección inferior (12) y la sección superior (14). Dicha cubierta generalmente incluye un cable de soldeo, pero también otro tipo de líneas destinadas, por ejemplo, a transporte de fluidos o de otros medios. Dicha cubierta puede ser asimismo una cubierta externa separada para la sección de la línea que se extiende entre las secciones (12) y (14) (que no aparece). Con el fin de que la sección superior (14) pueda girar sin obstáculos a lo largo de aproximadamente 180º en el sentido de las agujas del reloj y 180º en sentido contrario desde el punto medio de rotación que aparece en la Fig. 1, existe un huelgo en la línea (40) para permitir el movimiento de rotación que se extiende en forma de circuito aproximadamente 90º en el espacio entre las secciones (12) y (14). De forma más específica, el circuito presenta un torón inferior (42) parcialmente circular, un torón superior (44) parcialmente circular y una barra curvada o saliente (46) de la línea (40) que une los torones. Cuando gira la sección superior (14) en sentido contrario a las agujas del reloj, el torón superior (44) es transferido al torón inferior (42) a través del "movimiento basculante hacia delante" de la barra curvada (46). Cuando la sección (14) gira en el sentido de las agujas del reloj, el torón inferior (42) es transferido al torón superior (44) en modo inverso mediante el "movimiento basculante hacia atrás" de la barra curvada (46).

De conformidad con la invención, los torones (42, 44) son guiados a través de su engranaje con sus propias ranuras (22, 32), respectivamente. En los ejemplos de materializaciones representadas, las ranuras (22, 32) se extienden ambas formando un arco circular en torno a la parte frontal del robot (10) cuando está posicionado en el punto medio de su trayectoria de rotación.

De conformidad con la invención, las ranuras 22 y 23 presentan unos radios diferentes R1 y R2, respectivamente, con respecto a su eje común (18). La ranura inferior cuenta con el radio más amplio en el ejemplo reseñado, pero el caso contrario también es posible. Asimismo es posible que existan ranuras con radios diferentes en el mismo plano radial con respecto al eje (18), de modo que las piezas de los circuitos y la barra curvada se desplacen en un plano horizontal común en torno al robot (que no aparece en la
Figura).

Las representaciones diagramáticas de las Figs. 1 y 2 muestran las ranuras (22, 32) sólo en la forma de canales con paredes de escaso espesor y con una pared inferior plana (24, 34) y paredes laterales con un ángulo hacia el exterior, flancos o faldas (26, 28; 36, 38). En estos casos, la ranura puede estar formada, por ejemplo, por una plancha de acero plegado y posiblemente soldado que puede ser acoplada a las piezas asociadas (12, 14), respectivamente, mediante accesorios de tornillería. No obstante, también es posible realizar las ranuras o los canales con material
plástico.

La sección transversal puede ser modificada con el fin de alcanzar un equilibrio óptimo entre el desgaste mínimo y la mejor guía, en especial, en la transición de la línea entre el torón y la barra curvada en la ranura con un radio inferior R2. De conformidad con la materialización preferente de la invención que se reseña en las Figs. 3 y 5, dicha ranura optimizada está formada por un elemento ranurado (21) compuesto por un metal ligero extrusionado y plegado, preferentemente aluminio.

En la materialización que aparece en la Fig. 3, cada ranura está delimitada por un flanco interno esencialmente vertical (28) y un flanco externo (26) que presenta un ángulo hacia el exterior desde la pared inferior (24).

Las caras internas de los flancos (26, 28) son ligeramente convexas con el fin de fijar de forma segura la sección transversal de la línea (40) y la línea guiada (40) hacia abajo en dirección a la parte inferior de la ranura. No obstante, como ya se ha mencionado, esto facilita asimismo el montaje y el desmontaje de la línea (40) debido al espacio libre existente entre las ranuras. Por otra parte, los extremos libres del flanco externo (26) presentan una sección más amplia que proporciona una rigidez adicional y que forma un tope final que puede impedir que la línea (40) salte fuera de la ranura, si por algún motivo -como la aparición de un objeto extraño en la ranura- momentáneamente recibe una presión que la impulse fuera de la
ranura.

Cada elemento ranurado (21) (Fig. 3) está acoplado a la pieza asociada (12) del robot (10) desde la parte exterior del robot por medio, por ejemplo, de un accesorio de tornillería y es posicionado correctamente en el extremo periférico de la pieza asociada (12) a través de un asiento periférico (27) situado en la esquina y formado en la pared inferior (24) de la ranura.

El ángulo de apertura y la anchura entre los flancos de la ranura también se pueden realizar de modo que la sección transversal de la línea se acople firmemente a la ranura. En especial, la ranura que da a la parte inferior puede ser realizada de este modo para impedir que la línea caiga fuera de la ranura debido a su peso.

Puesto que el operador o el técnico de servicio deberán de vez en cuando, por diversas razones, subir a la parte superior del robot y utilizar en este caso los elementos ranurados como soportes para sus pies, dichos elementos cuentan con unas dimensiones adecuadas para disponer del tamaño y la durabilidad requeridos para satisfacer esta necesidad.

Puesto que la ranura que da a la parte superior de la guía no recogerá líquidos ni objetos extraños, tales como chispas de soldeo y similares, dicha ranura preferentemente presenta unas aberturas que la recorren. Las citadas aberturas pueden, en una forma que no se refleja en las Figuras, ser acopladas en la pared inferior y en los flancos de las materializaciones que se han descrito compuestas por metal ligero y plancha de acero.

En la materialización que se reseña en la Fig. 4, el elemento ranurado está compuesto por una construcción de cable de acero soldado. En este caso, la ranura está formada esencialmente por una configuración de arco semi-circular de cables de acero (50, 52), que son transportados por cables de acero (54) (sólo se representa uno) que se encuentran en posición de ángulo recto con respecto a los mismos, que están espaciados periféricamente de forma uniforme, y que están configurados de acuerdo con el perfil deseado de la ranura. Como resultado, las aberturas deseadas de la ranura se forman mediante los espacios (56) entre los cables de acero.

No obstante, los elementos ranurados pueden ser realizados de acuerdo con otros procedimientos. Por ejemplo, dichos elementos pueden estar formados por secciones rectas que son soldadas entre sí (este método no se representa). La ranura no debe ser continua, sino que se puede extender en torno a la periferia de la ranura en forma de elementos discretos, formando entonces las aberturas mediante el hueco existente entre ellos (no se muestra).

La Fig. 6 representa otra materialización de guía de conformidad con la invención en la posición de final de su rotación (rotación de 180º en el sentido de las agujas del reloj) cuando la sección principal de la línea (40) se encuentra en el torón superior (44). Con el fin de evitar el riesgo de que la línea pueda caer de la ranura superior (32), se ha dispuesto un soporte inferior (60) para la línea (40). En la materialización preferente, el soporte inferior (60) tiene la forma de un soporte colgante compuesto por un tubo doblado (62). El tubo (62) se extiende de forma concéntrica hasta la ranura superior (32), de modo que captura y sujeta el torón superior (44) desde la parte inferior cuando éste tiende a salir de la ranura debido a su peso. El tubo (62) presenta adecuadamente un radio inferior al radio de la ranura superior (32). Si la ranura inferior (22) adicionalmente presenta un radio superior a la ranura superior (32), lo que resulta preferible, la barra curvada de la línea (40) puede tener un ángulo hacia el interior en dirección a la ranura superior, sin que exista riesgo de entrar en contacto con el tubo (62).

Claims

1. Una guía de línea (20) para un robot industrial con una línea continua flexible (40), que incluye un circuito entre un par de piezas giratorias (12, 14) de un robot industrial (10) que giran una con respecto a la otra en torno a un eje (18), en el que el circuito incluye un par de torones (42, 44) de la línea acoplados a una barra curvada (46) que se extiende en torno al eje (18), las caras externas de los torones se encuentran engranadas con las piezas respectivas, de modo que el circuito genera un movimiento en torno al eje (18) cuando las piezas giran una con respecto a la otra, que está caracterizado porque el engranaje incluye una ranura separada (22, 32) dispuesta para cada torón (42, 44).

2. La guía de conformidad con la 1ª reivindicación caracterizada porque las ranuras (22, 32) se extienden a distancias respectivamente diferentes (R1, R2) del eje (18).

3. La guía de conformidad con la 2ª reivindicación caracterizada porque las ranuras incluyen una ranura superior (32) y una ranura inferior (22), en la que la ranura inferior se extiende a lo largo de una mayor distancia del eje (18) que la ranura superior.

4. La guía de conformidad con la 2ª reivindicación caracterizada porque las ranuras incluyen una ranura superior (32) y una ranura inferior (22), en la que la ranura superior se extiende a lo largo de una mayor distancia del eje (18) que la ranura inferior.

5. La guía de conformidad con la 2ª reivindicación caracterizada porque las ranuras se extienden a lo largo de un plano radial común en relación con el eje (18).

6. La guía de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque la ranura está formada por un elemento ranurado (21) que puede ser acoplado y retirado de la superficie externa de la pieza respectiva (12, 14).

7. La guía de conformidad con la 6ª reivindicación caracterizada porque el elemento ranurado incluye un elemento de metal ligero plegado y extrusionado.

8. La guía de conformidad con la 6ª o la 7ª reivindicación caracterizada porque la parte inferior del elemento ranurado (21) cuenta con un asiento periférico (27) dispuesto para posicionar el elemento ranurado (21) en el borde periférico de la pieza respectiva (12, 14).

9. La guía de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque la ranura (22, 23) se extiende aproximadamente 180º en torno al robot (10).

10. La guía de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque la ranura se extiende con unos flancos esencialmente planos orientados al exterior (26, 28; 36, 38) desde la parte inferior esencialmente plana (24; 34) de la ranura.

11. La guía de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque la ranura, cuando se ve desde una perspectiva transversal, presenta unos flancos convexos (26, 28).

12. La guía de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque al menos una ranura orientada hacia arriba de dichas ranuras cuenta con aberturas (56) que la recorren.

13. La guía de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1ª-6ª y 9ª-13ª caracterizada porque la ranura está formada por una construcción de cable soldado.

14. La guía de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3ª-13ª caracterizada porque existe un soporte subyacente (60) para el torón superior (44) de la línea, en la que el soporte subyacente (60) se extiende de forma concéntrica a lo largo y por debajo de la ranura superior (32).