ES2296604T3 - Sistema de conexion de pivote para un robot. - Google Patents
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Abstract
Pivote para un robot, que comprende una sujeción (14) para la fijación al brazo de un robot, un elemento distanciador (10) con una superficie externa cilíndrica circular fijada a la sujeción formando un primer detalle, medios de sujeción dispuestos en dicho elemento distanciador para la fijación de una herramienta, un manguito externo (18) dispuesto de manera deslizante en el exterior de la superficie externa de dicho elemento distanciador formando un segundo detalle, estando provisto del elemento distanciador de una cavidad (16), cuya cavidad se extiende en la dirección principal del elemento distanciador, comprendiendo también el pivote un dispositivo para la transferencia de electricidad entre los dos detalles, comprendiendo una serie de trayectorias conductoras (38) esencialmente inflexibles dispuestas sobre un primer portador (34), cuyo portador está dispuesto en el primer detalle (10, 14), una serie de trayectorias conductoras (36) esencialmente inflexibles dispuestas sobre un segundo portador (32), cuyo portador está dispuesto en el segundo detalle (18), con lo cual las trayectorias conductoras están en contacto entre sí, y con lo cual las trayectorias conductoras se extienden en la dirección de movimiento de los detalles, caracterizado porque unos medios de presión elásticos (54) están dispuestos entre por lo menos un portador y un detalle respectivo, capaz de presionar los portadores y las trayectorias conductoras entre sí y porque los medios eléctricos están dispuestos en la cavidad para la transferencia eléctrica entre el primer portador y la herramienta.
Description
Sistema de conexión de pivote para un robot.
La presente invención se refiere a un pivote
para un robot según el preámbulo de la reivindicación 1,
comprendiendo dicho pivote elementos de sujeción para su fijación
al brazo de un robot, un elemento distanciador dispuesto con una
superficie externa cilíndrica circular fijada al elemento de
sujeción, medios de sujeción dispuestos en dicho elemento
distanciador para la fijación de una herramienta, un manguito
externo dispuesto de manera deslizante en el exterior de dicha
superficie externa de dicho elemento distanciador, una pluralidad de
conexiones eléctricas dispuestas entre el elemento distanciador y
el manguito externo, cuyas conexiones están diseñadas de manera que
se consigue contacto eléctrico durante el giro del elemento
distanciador y el manguito externo uno respecto al otro.
Los robots industriales se han utilizado
comercialmente durante unos 30 años para aumentar la productividad
y eliminar los ciclos de trabajo pesados y monótonos en la mayoría
de las aplicaciones industriales. Los robots se utilizan en una
variedad de áreas, tales como la pintura, el montaje, la
mecanización y otros.
Un robot industrial consiste de una manera
convencional en un brazo sujeto de manera pivotante a un pilar
pivotante vertical, donde el brazo está dispuesto con una pluralidad
de juntas con ejes de pivote, principalmente transversales respecto
a la dirección longitudinal del brazo. En el extremo del brazo está
sujeta una herramienta, ya sea de manera fija o intercambiable. Las
conexiones están dispuestas en la herramienta de manera que el
cableado eléctrico y/o el aire presurizado, la hidráulica, los
fluidos de proceso y similares, se retiren a lo largo del brazo de
manera que no estén en la trayectoria durante el movimiento del
brazo del robot. A menudo está presente un pivote entre el brazo y
la herramienta, cuyo pivote tiene un eje de rotación dirigido
principalmente en la dirección longitudinal del brazo. Las juntas de
pivote previas permitirían un giro máximo de aproximadamente
\pm360º, es decir, 720º, debido a las conexiones entre la
herramienta y el brazo. Para algunas partes de trabajo, sin
embargo, es necesario que las herramientas puedan rotar más, o que
no puedan rotar en la dirección opuesta para rotar otra vez.
Una solución es, por lo tanto, disponer el
pivote con conexiones que proporcionen una rotación ilimitada. Una
realización desarrollada por ABB Robotics está dispuesta así con una
parte interna, a menudo con una superficie externa cilíndrica
circular, que está fijada entre el brazo y la herramienta, y que
rota así cuando la herramienta rota, así como una parte externa
dispuesta de manera deslizante en el exterior de la parte interna.
Unos conductos están conectados a la parte externa para las fuentes
de electricidad, aire presurizado, aceite hidráulico y similares, y
las conexiones están dispuestas en la parte interna para la
herramienta. Unos contactos de arrastre para la transferencia de
electricidad y pasajes sellados para la transferencia de fluidos
están dispuestos entre las partes.
Mediante este diseño, las partes se pueden mover
entre sí al mismo tiempo que la electricidad y los fluidos se
transfieren. Para un cambio de herramienta rápido, el pivote está
dispuesto con un orificio longitudinal en su centro, cuyo orificio
es ligeramente cónico. La herramienta está dispuesta con un soporte
con la forma correspondiente, y con un agarre de bloqueo en su
extremo. Para la resistencia y estabilidad, las partes del pivote
están hechas de acero de construcción, que hace el pivote
relativamente pesado. Este peso disminuye la carga útil que puede
manejar el robot. El acero también limita la transferencia de
electricidad entre las partes porque se ha de aislar. El diseño del
pivote según ABB en general, y en particular la unidad de cambio de
la herramienta con el orificio largado, limita la parte interna
porque no tienen mucho espacio para la integración de las
funciones, tales como por ejemplo unidades electrónicas, nodos, para
la transferencia digital de información entre la herramienta y la
unidad de control, o válvulas para los fluidos de control. Por el
contrario, éstos se han de colocar sobre el brazo del robot o
incluso más lejos, dependiendo del ambiente en el que trabaja el
robot.
Para muchas máquinas hay partes de máquinas que
están en contacto entre sí al mismo tiempo que se mueven en
relación entre sí, y donde se ha de realizar una transferencia de
electricidad en forma de señales o energía. Por ejemplo, podría
haber controles de la máquina que se mueven respecto a superficies
de guía, sujeciones giratorias en herramientas de máquinas y
pivotes de robot.
Para poder obtener una transferencia de
electricidad entre estas partes de la máquina, usualmente se
utilizan trayectorias conductoras, que están fijadas a una de las
partes mientras que la otra parte está provista de una serie de
contactos que contactan con las trayectorias conductoras.
Convencionalmente se utilizan contactos de carbón o grafito, que se
arrastran contra las trayectorias conductoras. Un ejemplo clásico de
esto son los motores de corriente alterna en la mayoría de máquinas
portátiles que tienen esta configuración.
Un inconveniente substancial con este diseño es
que estos tipos de contactos se desgastan de una manera
relativamente rápida, y que, durante el desgaste, producen un polvo
de carbón. Además, están presentes diferentes tipos de elementos de
muelle, que se presionan contra las trayectorias conductoras. Un
ejemplo de elementos de muelle son los pivotes de robot dispuestos
con lengüetas de cobre que se deslizan con un cierto ángulo contra
las trayectorias conductoras. Un problema de estos es cuando se
rompen, total o parcialmente. Cuando se rompen completamente, el
contacto se pierde por razones naturales, y cuando se rompen
parcialmente la parte restante de la lengüeta presenta el riesgo de
desgarrar las trayectorias conductoras.
Por ejemplo, en aplicaciones con un espacio
limitado, tales como por ejemplo pivotes de robot, las soluciones
citadas anteriormente no son óptimas porque requieren un espacio
relativamente grande porque los dispositivos de soporte para el
carbón y las escobillas requieren una cierta altura por encima de
las trayectorias conductoras. Lo mismo se aplica para las lengüetas
de cobre, donde se requiere una cierta distancia entre los puntos de
fijación de estas y las trayectorias conductoras.
En lo que respecta a los acoplamientos rápidos
para los robots, hay diferentes sistemas presentes en el mercado,
que entre otros comprenden bolas en una parte de acoplamiento que se
mueven en cavidades en una segunda parte de acoplamiento. La
función principal de las bolas es proporcionar una conexión fija
entre las partes, pero el diseño de las cavidades y de los medios
para presionar las bolas en las cavidades están diseñados de manera
que no pueden dirigir un momento muy grande sobre el acoplamiento.
Para dirigir estos momentos, los dispositivos están dispuestos con
árboles o clavijas que encajan en cavidades correspondientes, con lo
cual éstas están diseñadas con superficies algo curvas para encajar
entre sí y para no bloquearse. A su vez, esto significa que los
árboles y las cavidades se han de producir con una precisión
relativamente alta, lo que hace los dispositivos de acoplamiento
más caros.
El documento DE 298 08 801 U describe un
dispositivo para la transferencia de electricidad entre dos
detalles, en contacto entre sí y desplazables entre sí, que
comprende una serie de trayectorias conductoras esencialmente
inflexibles dispuestas sobre un portador, cuyo portador están
diseñando para fijarse en uno de los detalles, una serie de
trayectorias conductoras inflexibles dispuestas sobre un segundo
portador, cuyo portador está diseñado para fijarse al segundo
detalle, con lo cual las trayectorias conductoras están en contacto
entre sí, con lo cual las trayectorias conductoras se extienden en
la dirección de movimiento de los detalles. Sin embargo, esta
técnica anterior no describe cómo solucionar el problema de cómo
transferir la electricidad entre dos detalles desplazables entre sí
de una manera compacta, que también garantice que la transferencia
no se rompa o se deteriore durante un movimiento entre los
detalles.
El documento
EP-A-0 863 587 describe un
dispositivo de transferencia de electricidad entre dos detalles, en
contacto entre sí y desplazables entre sí, que comprende una serie
de trayectorias conductoras esencialmente inflexibles dispuestas
sobre un portador, estando diseñado dicho portador para fijarse a
uno de los detalles, y una serie de trayectorias conductoras
esencialmente inflexibles dispuestas sobre un segundo portador,
estando diseñado dicho segundo portador para fijarse al segundo
detalle, con lo cual las trayectorias conductoras están en contacto
entre sí, con lo cual las trayectorias conductoras se extienden en
la dirección de movimiento de los detalles. El documento también
indica que las respectivas placas impresas están fijadas juntas
mediante, por ejemplo, tornillos, de manera que se ejerce presión
en las placas de cableado impresas. Esto no se puede interpretar
como presionar las placas impresas entre sí, ya que significaría que
los tornillos sujetarían las placas de circuito juntas, y no
podrían rotar entre sí.
Los resúmenes de patentes de Japón, volumen 018,
número 079 (M-1557), de 9 de febrero de 1994 y el
documento JP 05 293788 A (DAIHEN CORP) del 9 de noviembre de 1993,
describen un pivote, en el cual el pivote está provisto de un
dispositivo para la transferencia de electricidad que no incluye la
mayor parte de la presente reivindicación 1. Además, este documento
no describe ningún medio de presión entre los elementos de contacto
deslizantes. Esta conclusión se basa en el hecho de que un primer
detalle presentado para la soldadura de electricidad desde un cable
no se mueve respecto a un segundo detalle porque parece que hay una
clavija de guía que fija la posición relativa entre estos
detalles.
El problema que la presente invención pretende
solucionar es transferir la electricidad entre dos detalles de un
pivote desplazable entre sí de una manera compacta, que también
garantice que la transferencia no se rompa o se deteriore durante
el movimiento entre los detalles.
Este problema se soluciona colocando unos medios
de presión elásticos entre por lo menos un portador y un detalle
respectivo. De esta manera, se garantiza que las trayectorias
conductoras están presionadas entre sí con una cierta presión y que
se obtiene un buen contacto. Los medios de presión elásticos también
proporcionan medios contra la influencia de errores de paralelismo
entre los portadores.
Según la invención, el elemento distanciador
está dispuesto en una cavidad, cuya cavidad se extiende en la
dirección de la longitud general del elemento distanciador, y unos
medios eléctricos están dispuestos en la cavidad para la
transferencia eléctrica entre las conexiones y la herramienta.
Preferiblemente, el elemento distanciador está diseñado
principalmente con la forma de un manguito cilíndrico circular.
Además, el manguito externo del pivote está preferiblemente hecho
de un material plástico.
Para la transferencia de electricidad, el
dispositivo según la invención comprende una serie de trayectorias
conductoras esencialmente inflexibles dispuestas sobre dos
portadores, donde cada portador está dispuesto en dos detalles
desplazables entre sí y donde las trayectorias conductoras sobre el
portador respectivo están en contacto entre
sí.
sí.
Para la transferencia de electricidad para un
dispositivo rotativo tal como un pivote de robot, las trayectorias
conductoras están preferiblemente dispuestas como anillos
concéntricos y los portadores están dispuestos en el extremo del
pivote adyacente a un extremo del elemento distanciador.
Según otra alternativa preferida de la
invención, se caracteriza por un acoplamiento rápido entre el pivote
y la herramienta, y porque el acoplamiento rápido está
preferiblemente dispuesto con unos medios de transferencia de la
electricidad entre el pivote y la herramienta. Además, los medios de
transferencia de la electricidad puede ser capaces de proporcionar
una retroalimentación cuando el pivote y la herramienta están
sujetos de una manera adecuada entre sí.
Las ventajas con el pivote según la presente
invención son varias. La cavidad proporciona posibilidades de
integrar el equipo que se protege contra el ambiente, tal como un
equipo de control electrónico.
Gracias a que la parte externa, el manguito
externo, que está hecho de un material plástico, se obtiene un peso
menor, y el material plástico del manguito externo actúa como unos
medios de soporte respecto al elemento distanciador. En este caso,
una serie de canales para fluido están dispuestos uno a continuación
del otro en el elemento distanciador o en el manguito externo, que
se extienden a lo largo de la circunferencia del componente
respectivo, proporcionando el uso de plástico ventajas adicionales
porque el plástico tiene un coeficiente de expansión mayor durante
el calentamiento que el metal. El giro repetido mediante la cual el
manguito externo se gira respecto al elemento distanciador, la
fricción entre los sellos y la superficie de contacto provocará un
aumento del calor. Este aumento del calor, a su vez, provoca que el
plástico se expanda, con lo cual surge una cierta separación entre
el sello y la superficie de contacto, la cual, a su vez, provoca
que una cierta pequeña cantidad de fluido pase pasado el sello.
Esto, a su vez, provoca que el fluido que pasa enfríe el sello y el
material circundante, con lo cual el plástico retiene su forma
inicial y el sello sella otra vez. En total, esta expansión térmica
y la posterior fuga y enfriamiento proporciona una vida más larga
para los sellos que en los casos donde los componentes no se
expanden en ninguna extensión debido al calor.
Otra ventaja con el dispositivo según la
presente invención es que debido a que las trayectorias conductoras
de los portadores están en contacto entre sí, se obtiene un
dispositivo muy compacto, que requiere un espacio mucho menor que
los dispositivos convencionales. Además, se tiene una gran
superficie de contacto entre las trayectorias conductoras, que
proporciona que se transfieran unas corrientes relativamente grandes
sin el riesgo de averías.
Como los contactos de carbón se han omitido, no
se produce polvo o suciedad que podría molestar en el
funcionamiento. El desgaste es también mínimo en comparación, lo
cual prolonga los intervalos de servicio.
Mediante la utilización de medios de presión, se
consigue una presión uniforme y constante entre las trayectorias
conductoras. Para conseguir también un buen contacto entre las
trayectorias conductoras y disminuir la influencia de errores de
paralaje entre los portadores, éstos pueden estar provistos de
medios de rigidización y/o medios de flexibilización.
Para ciertas aplicaciones con una alta velocidad
entre los portadores y/o aplicaciones donde se produce mucho
movimiento de una manera continua, podría ser preferible disponer de
medios de transferencia en forma de cuerpos rodantes. Mediante este
diseño, se obtiene una fricción reducida entre las trayectorias
conductoras, y al mismo tiempo el dispositivo se vuelve algo más
alto por necesidad.
Como el elemento distanciador está diseñado
preferiblemente como un manguito cilíndrico circular, se obtiene
una gran capacidad de llevar carga, con lo cual el elemento
distanciador para la mayoría de aplicaciones puede estar hecho de
aluminio.
El espacio en el pivote también se puede
utilizar para la colocación de un acoplamiento rápido para las
herramientas. Como esto se puede combinar preferiblemente con unos
medios de transferencia eléctrica y acoplamiento, esto proporciona
una solución muy fina y compacta. Cuando también los medios de
acoplamiento eléctrico pueden proporcionar una retroalimentación
bajo una conexión adecuada del pivote en la herramienta, se obtiene
un acoplamiento muy seguro.
El acoplamiento rápido que preferiblemente está
dispuesto en la presente invención proporciona ventajas adicionales
en relación al estado de la técnica. Como las bolas topan con
cavidades esféricas, se obtiene una gran carga de una gran
superficie de recepción del momento, que permite la omisión de
árboles portadores del momento y guías similares. El diseño de las
cavidades, por ejemplo, puede estar hecho con una herramienta de
molido radial, que proporciona una fabricación más simple y con un
coste efectivo.
Estos y otros aspectos, y ventajas, de la
presente invención se harán evidentes a partir de la descripción
detallada de realizaciones preferidas.
A continuación la invención se describirá más en
detalle mediante una descripción detallada de realizaciones
preferidas y con referencia a los dibujos adjuntos, en los
cuales:
La figura 1 muestra una vista en perspectiva en
sección transversal de una realización de un pivote según la
presente invención;
La figura 2 muestra una vista en perspectiva de
un dispositivo de transferencia de electricidad comprendido en la
invención;
La figura 3 muestra el dispositivo según la
figura 2 en una vista en planta;
La figura 4 muestra el dispositivo según la
figura 2 en una vista lateral;
La figura 5 muestra el dispositivo según la
figura 4 conectado a unos medios de presión;
La figura 6 muestra una vista detallada tomada a
partir de la figura 5;
La figura 7 muestra una vista detallada de una
realización alternativa del dispositivo de transferencia de
electricidad;
La figura 8 muestra una variante del pivote
según la figura 1 con una unidad de acoplamiento rápido,
La figura 9 muestra una parte de acoplamiento
para su conexión a la unidad de acoplamiento rápido según la figura
8;
La figura 10 muestra una sección transversal del
pivote según la figura 8 con una parte de acoplamiento conectada;
y
La figura 11 muestra otra variante de un pivote
según la invención con un control de válvula integrada en el
mismo.
El pivote según la invención mostrado en la
figura 1 comprende una parte interna 10, llamada partir de ahora
elemento distanciador, con una superficie externa cilíndrica
circular a lo largo de una parte mayor de su extensión en la
dirección longitudinal. En un extremo del elemento distanciador está
sujeta una placa de sujeción 14, que a su vez está sujeta al
extremo rotativo del brazo del robot (no representado). El elemento
distanciador también está provisto de una cavidad 16 que se
extiende en la dirección longitudinal, principalmente desde un
extremo al otro y está dispuesta substancialmente en el centro del
elemento distanciador, en la realización mostrada como un
compartimiento cilíndrico circular, con lo cual el elemento
distanciador obtiene substancialmente la forma de un manguito
cilíndrico circular. El otro extremo del elemento distanciador está
diseñado y está dispuesto para sujetar una herramienta.
En el exterior del elemento distanciador está
dispuesto un manguito externo 18, cuya superficie interna se
corresponde a la superficie externa del elemento distanciador con
una cierta distancia, de manera que el manguito externo es rotativo
alrededor del elemento distanciador. El movimiento del manguito
externo en la dirección longitudinal está limitado hacia la
fijación de la herramienta mediante un reborde o tope 20 formado en
el elemento distanciador fijado al mismo, por ejemplo de una manera
que se describirá a continuación. En la otra dirección, el
movimiento del manguito externo está limitado mediante la placa de
sujeción 14. En la superficie interna del manguito externo están
dispuestas una serie de ranuras 22, cuyas ranuras se extienden en la
circunferencia de la superficie interna. Las ranuras están selladas
lateralmente mediante medios de sellado adecuados 24 que están en
contacto con la superficie externa del elemento distanciador, tales
como arandelas o similares. En la figura 1 solamente se muestran
unos medios de sellado.
Los medios de sellado, el contacto con el
elemento distanciador, pueden estar provistos de un material con un
bajo coeficiente de fricción, tal como PTFE. Las ranuras 22 están en
comunicación con unos pasajes (no representados), que se extienden
en la superficie externa del manguito externo cuando estos están
dispuestos con conexiones para la conexión de fluidos tales como
aire presurizado, aceite hidráulico, fluido de corte y similares.
El elemento distanciador está también dispuesto con pasajes, no
representados, desde la ranuras a puntos de conexión sobre el
reborde 20 para la transferencia de fluidos desde el dispositivo a
la herramienta.
Según la realización mostrada en la figura 1, el
dispositivo según la invención está diseñado con un dispositivo 30
para la transferencia de electricidad en conexión con la placa de
sujeción. Esto comprende dos finas placas o portadores 32, 34,
figuras 2 a 6, de material no conductor, que en la realización
mostrada tienen la forma de anillos. En cada unos de los
portadores, en una superficie lateral están dispuestas una serie de
trayectorias conductoras 36, 38, mediante por ejemplo el grabado de
una capa de metal de manera que se obtienen conexiones circulares.
Cada portador está también dispuesto con una lengüeta 40, 42 o
similar, también estas de un material no conductor. De una manera
adecuada, la lengüeta está integrada con el portador.
Cada lengüeta está dispuesta con trayectorias
conductoras 44, 46, cuyo número corresponde al número de
trayectorias conductoras circulares.
\newpage
Las trayectorias en la lengüeta están dispuestas
sobre el lado opuesto del portador, como las trayectorias
conductoras circulares. Unos pasajes eléctricamente conductores 48
están dispuestos entre las trayectorias conductoras circulares y
las trayectorias conductoras de la lengüeta. Además, cada lengüeta
puede estar dispuesta con una clavija de conexión 50 fijada a las
trayectorias conductoras de la lengüeta.
Cada portador puede estar dispuesto con medios
de rigidización 52 en forma de engrosamientos de material que se
extienden radialmente sobre la superficie lateral del portador en el
lado opuesto, como las trayectorias conductoras circulares.
Cada portador está dispuesto con medios de
presión 54, figuras 5 y 6, que están en contacto con la superficie
opuesta a las trayectorias conductoras. La función de los medios de
presión es presionar los portadores y sus respectivas trayectorias
conductoras entre sí. Los medios de presión, en la realización
mostrada, están hechos de un material elástico que proporciona una
presión uniforme sobre toda la superficie del portador. Los medios
de rigidización proporcionan un aumento de presión local, que
asegura que el contacto se mantenga durante el movimiento de las
trayectorias conductoras. Eso también reduce la influencia de
errores de paralaje entre los portadores.
Para ciertas aplicaciones, por ejemplo durante
altas velocidades y muchos movimientos entre las trayectorias
conductoras y/o si uno desea una vida muy larga, el dispositivo se
puede colocar con medios de transferencia esencialmente inflexibles
58, figura 7. En la realización mostrada, éstos comprenden bolas,
que están en contacto contra la respectiva trayectoria conductora
de los portadores. Para mantener las bolas en la posición correcta,
está dispuesto un soporte 60 con perforaciones, cuyos tamaños
coinciden esencialmente con los diámetros de las bolas. Debe
entenderse que se pueden utilizar otros medios rotativos, tales como
por ejemplo rodillos, en lugar de las bolas.
En ciertos casos, es concebible aumentar la
flexibilidad de los portadores para asegurar un buen contacto entre
las trayectorias conductoras. Los portadores, en este caso, pueden
estar dispuestos con ranuras 62, figura 3, entre las trayectorias
de contacto en ciertos lugares seleccionados.
El dispositivo de transferencia de electricidad
mostrado en las figuras 2 a 6 consiste en dos portadores. En el
pivote según la figura 1, el dispositivo se muestra doble, es decir,
dos dispositivos dispuestos uno sobre el otro. Esto puede ser
valioso si la aplicación, por ejemplo, requiere un gran número de
canales de transferencia, los cuales, debido al espacio disponible
no se pueden instalar en un par de portadores.
Las trayectorias conductoras pueden estar hechas
de aleaciones de metal que, aparte de una buena conductividad,
también son resistentes contra el desgaste, tal como por ejemplo
chapado de níquel.
Las figuras 8 a 10 muestran una variante del
pivote según la invención con un acoplamiento rápido para
intercambiar las herramientas. El acoplamiento rápido comprende una
primera parte de acoplamiento 70 fijada al pivote y una segunda
parte de acoplamiento 72 fijada en la herramienta (no representada)
o una placa adaptadora, figura 9. La primera parte de acoplamiento
comprende una guía a modo de manguito y una parte de agarre 74 está
dispuesta con un ajuste a presión en la cavidad del pivote, con un
extremo sobresaliendo algo de la superficie de extremo del pivote.
Una ranura 76 está dispuesta en la transición entre la guía y la
parte de agarre y el elemento distanciador. La guía y la parte de
agarre tienen una superficie interna cilíndrica circular, mientras
que su superficie externa tiene un diámetro que disminuye
ligeramente hacia su extremo externo. Adyacentes a su extremo
externo están dispuestos una serie de orificios pasantes 78
alrededor de su circunferencia, en los que unas bolas para los
orificios 80 están dispuestas algo desplazables en la dirección
radial de la guía y la parte de agarre. Un elemento del bloqueo 82
está dispuesto en el área interna de la guía y la parte de agarre.
El elemento del bloqueo está dispuesto con una superficie externa
cilíndrica circular con un diámetro algo menor que el diámetro
interno de la guía y la parte de agarre. La superficie externa del
elemento del bloqueo está en su borde externo dispuesta con un
bisel 84 alrededor de su circunferencia. Un sello 86 está dispuesto
entre estas superficies.
Además, el elemento de bloqueo está dispuesto
con un reborde 88 en su parte inferior, figura 10, con un diámetro
que es algo menor que el diámetro de la cavidad del pivote. Un sello
90 está dispuesto entre el reborde y la superficie de la
cavidad.
Además, en el interior de la cavidad hay un
cilindro 72, que se acopla con la placa de sujeción 14. Entre el
cilindro y el elemento del bloqueo está dispuesto un tope 94, que
tiene una abertura central 96. Un muelle de presión 98, mostrado en
líneas de trazos en la figura 10, está dispuesto entre el tope y un
saliente en la superficie interna del elemento de bloqueo en su
parte inferior. En la parte inferior del elemento de bloqueo está
dispuesto un bloque de contacto 100 con una serie de clavijas de
contacto eléctrico 102, cuyas clavijas de contacto sobresalen algo
por debajo de la superficie inferior del bloque de contacto. Las
clavijas de contacto están conectadas a cables eléctricos, que se
extienden en el compartimiento de las trayectorias conductoras. Una
clavija de guía 104 está dispuesta en el elemento de bloqueo, que se
ajusta en un orificio correspondiente en la parte de agarre y
bloqueo. Un pasaje 106 que está conectado a una fuente de presión
(no representada) está dispuesto entre el espacio 108, que está
formado entre la parte superior de la guía y la parte de agarre, y
la superficie inferior del reporte del elemento del bloqueo, así
como en los canales formados en el manguito externo.
La segunda parte de acoplamiento comprende una
placa 110 diseñada para fijarse a una herramienta, con una abertura
central. Un elemento de bloqueo 112 se presiona al interior de la
abertura. El elemento del bloqueo comprende una parte cilíndrica
con una superficie interna 114 que tiene la misma inclinación que la
superficie externa de la parte saliente inferior de la guía y la
parte de agarre. Además, la superficie interna está diseñada con
una serie de cavidades esféricas 116, diseñadas para recibir las
bolas en la guía y la parte de agarre. La superficie externa de la
porción cilíndrica en su borde superior está dispuesta con un bisel
118 alrededor de su circunferencia, con lo cual el borde superior
está dispuesto para encajar en el interior de la ranura 76 de la
primera parte de acoplamiento. Un bloque de contacto 119 con una
serie de clavijas de contacto 120 está dispuesto de una manera
centrada en el elemento de bloqueo. Las clavijas de contacto están
conectadas a través de cables eléctricos a diferentes dispositivos
sobre la herramienta.
La función del acoplamiento rápido es como
sigue. Cuando una herramienta se ha de conectar al pivote, se
suministra aire presurizado al espacio 108 en la primera parte de
acoplamiento, con lo cual el elemento de bloqueo 82 es empujado
hacia el interior en el pivote contra la fuerza de presión del
muelle 98 hasta que el reborde está en contacto con el tope 94.
Esto provoca que el bisel 84 en el borde inferior del elemento de
bloqueo esté nivelado con los orificios pasantes 78, con lo cual
las bolas 80 se pueden mover radialmente hacia el interior. A
continuación el pivote se acopla con la herramienta, con lo cual la
porción cilíndrica del segundo elemento de acoplamiento es guiada
mediante las superficies cónicas hasta que su borde superior encaja
en la ranura 76 del primer elemento de acoplamiento. En esta
posición, las cavidades esféricas 116 están niveladas con las bolas
80. Al mismo tiempo, las clavijas de contacto de los dos bloques de
acoplamiento 100, 119 han entrado en contacto entre sí. En esta
posición, se bloquea el suministro de aire, con lo cual el elemento
del bloqueo es presionado hacia abajo mediante la fuerza del muelle
y las bolas son presionadas al interior de las ranuras debido al
bisel 84 y la superficie externa del elemento de bloqueo. La
herramienta está ahora bloqueada en el pivote.
Para obtener una posición angular predeterminada
entre el primer y el segundo elementos de acoplamiento, las bolas y
las cavidades respectivamente no están hechas con el mismo paso,
donde se puede concebir que una bola esté dispuesta con otro paso
que las demás. La posición angular predeterminada es necesaria para
los casos donde los bloques de contacto tienen una cierta
configuración sobre las clavijas, y donde diferentes clavijas
tienen funciones específicas. Para este propósito, la clavija de
guía 104 en el elemento de bloqueo está encajada en el interior del
orificio de la parte de agarre y bloqueo para evitar que el elemento
de bloqueo con los bloques de contacto se pueda girar. Los bloques
de contacto también tienen la función de que una o algunas de las
clavijas funcionen como una señal de retroalimentación de que el
pivote y la herramienta se han acoplado de la manera correcta y en
la posición correcta. En primer lugar, cuando se obtiene esta señal
de retroalimentación, uno sabe que la fijación de la herramienta
está bloqueada.
La figura 11 muestra otra variante del pivote
según la invención. En ésta, una válvula 300 está integrada en el
elemento distanciador, en la realización está mostrada una válvula
de una sola vía. La válvula comprende un manguito de cilindro
alargado 302 en comunicación con parcialmente una fuente de presión
a través del manguito externo con sus ranuras y parcialmente con
una serie de salidas y entradas 304 para su transferencia a la
herramienta. En el manguito cilíndrico hay un pistón 306 dispuesto
con una serie de anillos de pistón 308. Un muelle de presión 310
está dispuesto entre el pistón y una pared de extremo. Un elemento
de control (no representado) está dispuesto en el otro extremo del
pistón. Con un diseño según esta variante, las funciones de la
válvula pueden estar integradas en el pivote y así no es necesario
colocarlas en el exterior, sobre el brazo del robot o sobre la
herramienta, y ocupan espacio.
La figura 11 también muestra la integración de
una unidad de transferencia de señal digital, una llamada unidad
ASI 312. La transferencia de señal digital para control y la
monitorización de la herramienta y los sensores dispuestos sobre la
misma constituye una unidad de maniobra y control central colocada
fuera del área de trabajo del robot. Además, comprende una serie de
nodos que realizan tareas específicas. Los nodos se comunican con
la unidad central y entre sí de una manera digital sobre una
conexión de dos cables en el caso más simple, y con dos cables
adicionales para el suministro de tensión. En el caso más simple,
solamente son necesarios cuatro cables. Con un pivote según la
invención, uno o más módulos ASI se pueden colocar en el
compartimiento en el pivote. Esto implica que los módulos están
colocados cerca de la fuente de control y señal, así como están
colocados protegidos contra el ambiente.
Se ha dicho anteriormente que el manguito
externo está hecho preferiblemente de un material plástico. Esto es
posible porque según la presente invención éste no de soportar
ninguna carga. En su lugar, estas son soportadas mediante el
elemento distanciador formado de una manera generalmente cilíndrica,
que para la mayoría de aplicaciones puede estar hecho de aluminio.
Esta combinación asegura así que el robot pueda soportar de cargas
útiles mayores.
Debe entenderse que la presente invención no
está limitada a las realizaciones descritas en la descripción
detallada y en los dibujos adjuntos, sino que se puede modificar
dentro del alcance de las reivindicaciones de la patente.
Claims (5)
1. Pivote para un robot, que comprende una
sujeción (14) para la fijación al brazo de un robot, un elemento
distanciador (10) con una superficie externa cilíndrica circular
fijada a la sujeción formando un primer detalle, medios de sujeción
dispuestos en dicho elemento distanciador para la fijación de una
herramienta, un manguito externo (18) dispuesto de manera
deslizante en el exterior de la superficie externa de dicho elemento
distanciador formando un segundo detalle, estando provisto del
elemento distanciador de una cavidad (16), cuya cavidad se extiende
en la dirección principal del elemento distanciador, comprendiendo
también el pivote un dispositivo para la transferencia de
electricidad entre los dos detalles, comprendiendo una serie de
trayectorias conductoras (38) esencialmente inflexibles dispuestas
sobre un primer portador (34), cuyo portador está dispuesto en el
primer detalle (10, 14), una serie de trayectorias conductoras (36)
esencialmente inflexibles dispuestas sobre un segundo portador
(32), cuyo portador está dispuesto en el segundo detalle (18), con
lo cual las trayectorias conductoras están en contacto entre sí, y
con lo cual las trayectorias conductoras se extienden en la
dirección de movimiento de los detalles, caracterizado
porque unos medios de presión elásticos (54) están dispuestos entre
por lo menos un portador y un detalle respectivo, capaz de presionar
los portadores y las trayectorias conductoras entre sí y porque los
medios eléctricos están dispuestos en la cavidad para la
transferencia eléctrica entre el primer portador y la
herramienta.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque los medios de presión están dispuestos
para el portador respectivo.
3. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque unos medios
de transferencia esencialmente inflexibles (58) están dispuestos
entre las trayectorias conductoras de los dos detalles.
4. Dispositivo según la reivindicación 3,
caracterizado porque los medios de transferencia están
formados como cuerpos rodantes.
5. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque unos elementos del rigidización (52)
están dispuestos sobre por lo menos uno de los portadores en el
lado opuesto a las trayectorias conductoras.
Applications Claiming Priority (2)
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| SE9903681 | 1999-10-13 | ||
| SE9903681A SE9903681L (sv) | 1999-10-13 | 1999-10-13 | Anordning vid robot |
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Country Status (4)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110380303A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-10-25 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种基于滚滑结合的长寿命汇流环 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10006226A1 (de) * | 2000-02-11 | 2001-08-23 | Schunk Gmbh & Co Kg | Werkzeugadapter an einer Roboterschnittstelle |
| DE10143186A1 (de) * | 2001-09-04 | 2003-03-27 | Stemmann Technik Gmbh | Drehdurchführung endseitig eines Roboterarms |
| WO2003049896A1 (en) * | 2001-12-10 | 2003-06-19 | Sascha Mantovani | Machining head with electric chuck and corresponding cooling system |
| SE527919C2 (sv) * | 2004-04-02 | 2006-07-11 | Truconex Engineering Ab | Kopplingsanordning |
| PL234596B1 (pl) * | 2017-09-15 | 2020-03-31 | Przemyslowy Inst Automatyki I Pomiarow Piap | E lektryczne złącze obrotowe |
| US11518049B2 (en) * | 2019-08-22 | 2022-12-06 | Seiko Epson Corporation | Rotary module and robot |
| JP7428050B2 (ja) * | 2019-08-22 | 2024-02-06 | セイコーエプソン株式会社 | 回転モジュールおよびロボット |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE462645B (sv) * | 1987-03-31 | 1990-08-06 | Asea Ab | Anordning vid industrirobotar avseende verktygsbyte |
| JPH05293788A (ja) * | 1992-04-17 | 1993-11-09 | Daihen Corp | ロボット手首用ロータリジョイント装置 |
| DE9313310U1 (de) * | 1993-09-04 | 1994-11-17 | Kuka Schweißanlagen + Roboter GmbH, 86165 Augsburg | Werkzeugwechseleinrichtung für Manipulatoren |
| DE19533948A1 (de) * | 1994-09-14 | 1996-05-02 | Hans Gamerdinger | Energieverteiler für Roboter |
| US5851120A (en) * | 1997-02-27 | 1998-12-22 | Raytheon Company | Rotary conduit/ball connector |
| DE29808801U1 (de) * | 1998-05-15 | 1999-09-23 | KUKA Schweissanlagen GmbH, 86165 Augsburg | Drehanschluß mit modularen Baueinsätzen |
| US6132219A (en) * | 1998-12-15 | 2000-10-17 | Raytheon Company | Planetary connector |
-
1999
- 1999-10-13 SE SE9903681A patent/SE9903681L/xx not_active Application Discontinuation
-
2000
- 2000-10-13 DE DE2000637234 patent/DE60037234T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-13 ES ES00850163T patent/ES2296604T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-13 EP EP00850163A patent/EP1099520B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110380303A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-10-25 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种基于滚滑结合的长寿命汇流环 |
| CN110380303B (zh) * | 2019-07-23 | 2020-12-01 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种基于滚滑结合的长寿命汇流环 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| DE60037234D1 (de) | 2008-01-10 |
| SE9903681L (sv) | 2001-04-14 |
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