FI81982C - Adaptionselement foer en robot. - Google Patents

Description

81982

ROBOTIN JOUSTOELEMENTTI - ADAPTIONSELEMENT FÖR EN ROBOT

Tämän keksinnön kohteena on robotin tai manipulaattorin ranteen ja tarttujan väliin asennettava joustoelementti, jo-5 ka joustoelementti muodostuu robotin tai manipulaattorin ranteeseen kiinnitettävästä runko-osasta, runko-osaan ja ranteen akselin suuntaan laakeroidusta pystyjousto-osasta, sekä ranteen akselin poikittaistasossa laakeroidusta ja robotin tai manipulaattorin tarttujaan kiinnitettävästä il-10 malaakeroidusta vaakajousto-osasta, joiden jousto-osien laakerointiin järjestetyin liikkumavaroin robotin tai manipulaattorin mahdolliset asema- ja asemointivirheet ovat kompensoitavissa ainakin kahdessa dimensiossa.

15 Robotisoidussa kappaleenkäsittelyssä ja varsinkin kokoonpanossa on usein vaikeutena riittävän asemointitarkkuuden saavuttaminen. Tuotantokäytössä asemointitarkkuuteen vaikuttaa laitteiston kuluminen (robotti, tarttuja, kiinnittimet) sekä käsiteltävien kappaleiden muotovaihtelut.

20

Asemointiepätarkkuuksien kompensoimiseksi on aikaisemmin kehitetty ns. RCC (Remote Clear Compliance)-elementti, joka asennetaan robotin ranteen ja tarttujan väliin. RCC:n epäkohtana voidaan pitää sen soveltumista vain tietyn kappaleen 25 käsittelyyn, koska piste, jonka suhteen jousto tapahtuu, on kullekin elementille ominainen vakio.

Ns. aktiivisena asemointivirheiden korjauselementtinä voidaan pitää RCC:n tapaan asennettavaa voima- ja/tai moment-30 tianturia, joka mittaa asennustyössä syntyviä voimia ja momentteja ja pystyy antamaan robotille tiedot tarvittavista korjausliikkeistä. Voima- tai momenttianturin haittapuolena on kallis hinta, suuri koko ja sen soveltuvuus vain roboteille, joilla on valmius ulkoiseen ohjausliitäntään.

35 2 81 982 Tämän keksinnön kohteena on robotin tai manipulaattorin ranteen ja tarttujan väliin asennettava paikoitusvirheitä korjaava joustoelementti, jolla ei ole yllä mainittuja rajoituksia ja joka siten on yleiskäyttöinen, kappaleriippumaton, 5 mahdollistaa monipuolisen anturoinnin sekä on hinnaltaan edullinen. Keksinnön mukaiselle joustoelementille on siten tunnusomaista se, että pystyjousto-osan ja runko-osan väliin on asennettu yksi tai useampia antureita, jotka rekisteröivät ranteen akselin suuntaisia kontakti- ja/tai ase-10 mointivoimia.

Keksinnön muille edullisille sovellutusmuodoille on tunnusomaista se, mitä jäljempänä olevissa patenttivaatimuksissa on esitetty.

15

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin esimerkin avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaista joustoelementtiä sivulta 20 katsottuna ja läpi leikattuna,

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaista joustoelementtiä päältä katsottuna, 25 Kuvio 3 esittää keksinnön mukaista joustoelementtiä robotin käsivarteen asennettuna.

Kuviossa 1 keksinnön mukaisen joustoelementin 3 pääosat muodostuvat robotin ranteeseen 1 kiinnitettävästä runko-osasta 30 4, pystysuuntaan laakeroidusta kaksiosaisesta pystyjousto- osasta 5a ja 5b sekä niihin vaakatasossa laakeroidusta ke-hikkomaisesta vaakajousto-osasta 6, jonka alapintaan robotin tarttuja 2 on kiinnitetty.

35 Vaakajousto-osa 6 on ilmatyynylaakeroitu kanavistoihin 7a ja 7b johdetun paineilman avulla, jolloin vaakajousto-osa liik-

II

3 81982 kuu pystyjousto-osan levyjen 5a,5b välissä ylä- ja alapuolisen ilmatyynyn varassa. Ilmatyynylaakerointi sallii kitkattoman liikkeen X- ja Y-suunnissa (esim ±2 mm), sekä pystyakselin Z ympäri (esim. 5*), taaten tarttujan joustavan käyt-5 täytymisen, vaikka pieniä asemointivirheitä kappaleen käsittelyssä esiintyisikin. Täten virheistä muuten johtuvat jännitykset, kolhiintumiset ja tartunnan epäonnistumiset voidaan tiettyyn rajaan asti välttää. Keksinnön mukainen jous-toelementti 3 on lisäksi käsiteltävän kappaleen muodosta, 10 painosta ja materiaalista riippumaton.

Vaakajousto-osan 6 itsekeskittämiseksi Z-akselin suhteen pystyjousto-osa 5a ja vaakajousto-osa 6 on varustettu kahdella parilla toisiaan puoleensa vetävillä kestomagneettipa-15 loilla 8 ja 9 (kuvio 2). Keskitysvoima säädetään sopivaksi magneettien 8,9 keskinäistä etäisyyttä muuttamalla.

Pystyjousto-osa 5a,5b on laakeroitu neljään lineaarilaakeriin 10, joiden tappien 11 varassa se voi liikkua pystysuun-20 nassa. Pystyjousto-osan liikealue on n. 2 mm, ja sen toiminta perustuu siihen, että kun robotin tarttuja tarttuu johonkin, pystyjousto-osa sallii pienen esim. etäisyysvir-heestä johtuvan tasoittavan liikkeen robotin ranteeseen 1 päin.

25

Robottien yleensä hyvin nopeiden työskentelyliikkeiden aikana vaakajousto-osa 6 on yleensä lukittu tiettyyn asentoon tarttujan heilahtelun välttämiseksi nopeiden liikkeiden johdosta. Vaakajousto-osan 6 lukitseminen keskiasentoonsa ta-30 pahtuu pienten paineilmarasioiden 14 ja kartiotappien 15 avulla. Kartiotapit työntyvät paineilmarasioita aktivoitaessa vaakajousto-osan päädyissä oleviin kartiomaisiin keskity ssyvennyks iin , jolloin vaakajousto-osa mekaanisesti pakotetaan keskiasentoonsa. Vaakajousto-osan 6 lukitseminen 35 tiettyyn keskiasennosta poikkeavaan tai satunnaiseen asentoon tapahtuu keksinnön mukaisesti johtamalla alipainetta 4 81 982 pystyjousto-osan levyjen 5a,5b väliin kanavistoja 7a,7b pitkin ylipaineen sijasta. Alipaineen johdosta vaakajousto-osan 6 molemmilla puolilla vaikuttava imu lukitsee osan tehokkaasti paikalleen.

5

Yleensä on tärkeätä tietää täsmällinen ajankohta, jolloin robotin tarttuja tarttuu käsiteltävään kappaleeseen, koska vaakajousto-osa on silloin vapautettava lukituksestaan, jotta se voisi toimia. Tämä hetki voidaan detektoida varus-10 tamalla osan 5a ja rungon 4 väliin jäävä tila 12 yhdellä tai useammalla asennus- ja/tai kosketusvoimia aistivalla anturilla 13. Kosketusvoiroan on/off-detektointi kertoo jo robotin tarttumisajankohdan tarkasti, ja aikaansaa vaakajousto-osan ilmatyynylaakeroinnin palautuksen. Asennusvoiman detek-15 tointia, joka tapahtuu kun pystyjousto-osa liukuu tappeja 11 pitkin kuviossa 1 ylöspäin samalla puristuen asennusvoimaan verrannollisesti anturia 13 vasten, voidaan käyttää häiriö-valvontaan, aktiivisen asemointivirheiden korjausjärjestel-män takaisinkytkentänä tai tilapäisesti asennusvaiheessa oh-20 jelmoinnin tukena.

Kuviossa 2 on esitetty kuvion 1 mukainen joustoelementti päältä katsottuna. Siinä erottuu molempien kestomagneettipa-rien 8,9 sijainti ja ilmatyynylaakerointiin käytetyn kana-25 viston 7a muoto, jotka päättyvät ilmatyynyä muodostaviin ympyränmuotoisiin suuttimiin.

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukainen joustoelementti 3 robotin käsivarteen 1 asennettuna. Kuviosta ilmenee myös 30 pystyjousto-osa 16 ja vaakajousto-osa 17 sekä siihen kiinnitetty robotin tarttuja 18. Nähdään siis, että tarttujan 18 liikkeet välittyvät välittömästi vaakajousto-osaan 17 ja pystysuuntaiset liikkeet sen kautta pystyjousto-osaan 16.

35 5 81982

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovellu-tusmuodot eivät rajoitu yllä esitettyyn esimerkkiin, vaan ne voivat vaihdella jäljempänä olevien patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä termit robotin ranne ja robotin tarttuja 5 ovat yleisnimityksiä mille tahansa robotin käsivarsi- tai pidinrakenteelle ja vastaavasti kappalekäsittelyn suorittaville työkaluille.

Claims (4)

6 81 982

1. Robotin tai manipulaattorin ranteen ja tarttujan väliin asennettava joustoelementti, joka joustoelementti muodostuu 5 robotin tai manipulaattorin ranteeseen kiinnitettävästä runko-osasta (4), runko-osaan ja ranteen akselin suuntaan laakeroidusta pystyjousto-osasta (5a,5b;16), sekä ranteen akselin poikittaistasossa laakeroidusta ja robotin tai manipulaattorin tarttujaan kiinnitettävästä ilmalaakeroidusta 10 vaakajousto-osasta (6; 17), joiden jousto-osien laakerointiin järjestetyin liikkumavaroin robotin tai manipulaattorin mahdolliset asema- ja asemointivirheet ovat kompensoitavissa ainakin kahdessa dimensiossa, tunnettu siitä, että pystyjousto-osan (5a,5b) ja runko-osan (4) väliin (12) on 15 asennettu yksi tai useampia antureita (13), jotka rekisteröivät ranteen (1) akselin suuntaisia kontakti- ja/tai asemointi voimia.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen joustoelementti, 20 tunnettu siitä, että vaakajousto-osan (6) vaakatason keskittämistä varten on vaakajousto-osassa ja pystyjousto-osassa (5a) kaksi vaakajousto-osan keskiakselin suhteen symmetrisesti sijoitettua kestomagneettiparia (8,9).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen joustoelementti, tunnettu siitä, että vaakajousto-osa (6) on lukittavissa mielivaltaiseen asentoon kanavistojen (7a,7b) kautta välitetyn alipaineen avulla.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen joustoele mentti, tunnettu siitä, että pystyjousto-osan (5a,5b) yhteydessä on ilmasylinterit (6,9). joilla lukitus-tappeja (15) on työnnettävissä vaakajousto-osan (6) päädyissä olevaan kahteen kartiomaiseen syvennykseen vaaka-35 jousto-osan (6) lukitsemiseksi keskiasentoonsa. 7 81982