FR2548941A1 - ROBOT WITH ARM ELBOW FOR CUTTING - Google Patents
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Abstract
A.ROBOT A BRAS COUDE POUR LE DECOUPAGE NOTAMMENT POUR LE DECOUPAGE A L'AIDE D'UN CHALUMEAU AUTOGENE OU A PLASMA DE METAUX, ROBOT COMPORTANT UN BRAS COUDE ET UNE ARTICULATION ROTATIVE FIXEE A L'EXTREMITE LIBRE DU BRAS COUDE. B.ROBOT CARACTERISE EN CE QU'UN CHALUMEAU DE DECOUPAGE 32 AVEC LA COMMANDE DE HAUTEUR 55 DU CHALUMEAU CORRESPONDANTE SONT FIXES A L'ARTICULATION ROTATIVE 18. C.L'INVENTION CONCERNE DES ROBOTS NOTAMMENT DE SOUDAGE.A.ROBOT WITH ELBOW ARM FOR CUTTING, ESPECIALLY FOR CUTTING USING AN AUTOGENOUS OR METAL PLASMA TORCH, ROBOT WITH AN ELBOW ARM AND A ROTATING JOINT FIXED AT THE FREE END OF THE ELBOW ARM. B.ROBOT CHARACTERIZED IN THAT A CUTTING TORCH 32 WITH THE HEIGHT CONTROL 55 OF THE CORRESPONDING TORCH ARE ATTACHED TO THE ROTATING JOINT 18. C. THE INVENTION RELATES TO ROBOTS ESPECIALLY WELDING.
Description
"Robot à bras coudé pour le découpage de métaux au chalumeau"Angle robot for cutting metal with a blowtorch
autogène ou à plasma".autogenous or plasma ".
L'invention concerne un robot à bras pour le découpage notamment pour le découpage à l'aide d'un chalumeau autogène ou à plasma de métaux, robot comportant un bras coudé et une articulation rotative fixée à l'extrémité libre du bras pliant. Les robots à bras coudé permettent d'automatiser les opérations de production et constituent une The invention relates to a robot arm for cutting especially for cutting with an autogenous torch or plasma metal, robot comprising an angled arm and a rotary joint attached to the free end of the folding arm. Angled robots are used to automate production operations and constitute a
condition nécessaire pour augmenter en permanence le rendement. necessary condition to permanently increase the yield.
Les robots à bras coudé pour le découpage notamment pour le découpage à l'aide d'un chalumeau autogène ou un chalumeau au plasma de métaux, et auxquels est 15 associée une unité de programme, pour guider le chalumeau, automatiquement le long d'une trajectoire prédéterminée, sont de plus en plus utilisés au cours de ces dernières années pour l'usinage des t 8 les (Document publicitaire Messer Griesheim n 32 3023, 1981, Eurobot 3 et Document 20 publicitaire Messer Griesheim n 32 3020, 1983, Eurobot -W). On programme la trajectoire du mouvement du robot à bras coudé connu, c'est-à-dire le tracé de la découpe par un parcours point par point, à la main des différents points de la trajectoire En actionnant une touche de l'unité de programme, on met les différents axes Angle-arm robots for cutting, in particular for cutting with the aid of an autogenous blowtorch or a metal plasma torch, and to which is associated a program unit, for guiding the torch, automatically along an predetermined trajectory, are increasingly used in recent years for the machining of t 8 (Advertising Document Messer Griesheim No. 32 3023, 1981, Eurobot 3 and Advertising Document Messer Griesheim No. 32 3020, 1983, Eurobot - W). The trajectory of the movement of the known bent-arm robot, that is to say, the tracing of the cut by a point-by-point path, is programmed by hand at the different points of the trajectory. program, we put the different axes
2548941.2548941.
dans la position correspondante et en actionnant la touche de programme, on les met en mémoire dans la commande du robot Dans des machines de découpage au chalumeau autogène ou au plasma, il faut que le chalumeau de découpage décrive à l'aide d'une commande de trajectoire, une trajectoire courbe dans l'espace, quelconque, avec une grande precision in the corresponding position and by pressing the program key, they are stored in the robot control. In autogenous torch or plasma cutting machines, the cutting torch must be described by means of a command. of trajectory, a trajectory curved in space, arbitrary, with great precision
de répétition.of repetition.
Lorsque la trajectoire courbe dans l'espace présente un tracé non régulier ou du fait de l'effet de la 10 chaleur sur la pièce à usiner, il y a des variations de hauteur de la pièce, la programmation de la trajectoire à courbure irrégulière est d'une part très co Gteuse, voire impossible, car il faut parcourir point par point un très When the curved trajectory in space has a non-regular pattern or because of the effect of heat on the workpiece, there are variations in the height of the workpiece, the programming of the irregularly curved path is on the one hand very costly, even impossible, because it is necessary to go step by step a very
grand nombre de points de la trajectoire, par exemple il 15 faut enregistrer jusqu'à 2 000 points de la trajectoire. a large number of points of the trajectory, for example it is necessary to record up to 2,000 points of the trajectory.
D'autre part, les variations de hauteur de la pièce par étirage pendant le découpage ne sont pas prises en compte par la commande par programme Cela se traduit par On the other hand, variations in the height of the part by drawing during the cutting are not taken into account by the program control.
des découpages erronés à l'aide du chalumeau autogène ou 20 au plasma. erroneous cutting with the aid of the autogenous torch or plasma.
La présente invention a pour but de simplifier la programmation de trajectoire de coupe, en trois dimensions, à l'aide de l'unité de programme décrite cidessus. It is an object of this invention to simplify three-dimensional cutting trajectory programming using the program unit described above.
La présente invention a également pour but de compenser automatiquement les variations de hauteur des pièces par étirage pendant le découpage, de façon que le chalumeau de découpage soit guidé à "la hauteur correcte" c'est-à-dire à une distance constante au-dessus de la tra30 jectoire de découpe Dans ce cas, la "hauteur correcte" est au moins de temps à autre différente de la "hauteur programmée". A cet effet, l'invention concerne un robot du type ci-dessus, caractérisé en ce qu'un chalumeau de The present invention also aims to automatically compensate for the variations in height of the parts by stretching during cutting, so that the cutting torch is guided to "the correct height" that is to say at a constant distance beyond- In this case, the "correct height" is at least from time to time different from the "programmed height". For this purpose, the invention relates to a robot of the above type, characterized in that a torch of
découpage avec la commande de hauteur de chalumeau corres- cutting with the torch height control corres-
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pondante est fixé à l'articulation rotative. is attached to the rotary joint.
Les avantages de l'invention résident essentiellement dans le fait que de façon simple, par la disposition de la commande de hauteur du chalumeau de 5 découpage sur l'articulation rotative du robot à bras coudé, on réduit considérablement le nombre de points de trajectoire à commander puisque les différences de hauteur de la trajectoire ne sont plus à prendre en compte isolément et que par ailleurs on compense les variations de hauteur par étirage Grâce à l'installation selon l'invention, il est possible de façon avantageuse, avec des parcours enregistrés en deux dimensions, de découper des pièces ayant une forme tridimensionnelle, et dont la hauteur est automatiquement maintenue à un niveau constant. 15 Pour mettre en oeuvre en particulier ces avantages sans nécessiter d'unité de programmation couteûse, ni de programme, il est prévu un chariot motorisé entre l'articulation rotative du robot à bras pliant et le The advantages of the invention lie essentially in the fact that in a simple manner, by the arrangement of the cutting torch height control on the rotary joint of the right-angle robot, the number of trajectory points at command since the differences in height of the path are no longer to be taken into account separately and that furthermore the height variations are compensated by stretching Thanks to the installation according to the invention, it is possible advantageously with recorded routes in two dimensions, to cut pieces having a three-dimensional shape, and whose height is automatically maintained at a constant level. In particular, to implement these advantages without the need for a costly programming unit or program, a motorized trolley is provided between the rotating joint of the folding arm robot and the
chalumeau de découpage.cutting torch.
Un exemple de réalisation de l'invention sera décrit de façon plus détaillée à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: An embodiment of the invention will be described in more detail with the aid of the accompanying drawings, in which:
la figure 1 est une vue en perspective du robot à bras coudé selon l'invention. Figure 1 is a perspective view of the robot with crank arm according to the invention.
la figure 2 est une vue à échelle agrandie des composants, de l'articulation rotative, du chalumeau de découpage et de la commande de hauteur du chalumeau. FIG. 2 is an enlarged view of the components, the rotary joint, the cutting torch and the torch height control.
La figure 1 montre un robot à bras coudé 30 à cinq degrés de liberté portant globalement la référence Les cinq degrés de liberté du robot à bras pliant 10 sont réalisés par l'unité de rotation 12, les bras 14, 16 FIG. 1 shows a boom robot with five degrees of freedom generally bearing the reference. The five degrees of freedom of the folding arm robot 10 are produced by the rotation unit 12, the arms 14, 16.
ainsi que l'articulation rotative 18. as well as the rotary joint 18.
L'entraînement des axes commandés 12, 14, 35 16 est assuré par des servomoteurs 20, 22, 24 L'articula- The driving of the controlled axes 12, 14, 35 16 is ensured by servomotors 20, 22, 24.
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tion rotative 18 est entraînée par un moteur non représenté rotary assembly 18 is driven by a motor, not shown
en détail, permettant de tourner cette articulation rotative 18 de 180 ainsi que de 300 . in detail, allowing to turn this rotary joint 18 of 180 as well as 300.
Selon un exemple de réalisation de l'inven5 tion, il est prévu un chariot 26 au niveau de l'articulation rotative 18, chariot qui se compose d'une pièce de guidage 28 fixée à l'articulation rotative 18 et d'une pièce de According to an exemplary embodiment of the invention, there is provided a carriage 26 at the rotary joint 18, which carriage consists of a guide piece 28 attached to the rotary joint 18 and a piece of
chariot 30 à mouvement linéaire sur la pièce de guidage 28. carriage 30 with linear movement on the guide piece 28.
Une broche de rotation à rotule, non repré10 sentée en détail, est montée sur la pièce de guidage 28, broche qui sert au guidage de la pièce en forme de chariot La broche de rotation de la rotule est entraînée par A ball-and-socket rotary spindle, not shown in detail, is mounted on the guide piece 28, which pin serves to guide the carriage-shaped part. The spindle rotational pin is driven by
un moteur prévu dans la pièce de guidage 28. a motor provided in the guide piece 28.
Comme le montre la figure 2, le chalumeau 15 de découpage 32 avec une pièce 34 en forme de fourche, basculante sont prévus sur la pièce en forme de chariot 30. As shown in FIG. 2, the cutting torch 32 with a tilting fork-shaped member 34 is provided on the carriage-shaped part 30.
Entre les flancs 36, 38 de la pièce en forme de fourche 34 se trouve un bloc-palier non représenté en détail, qui est relié aux flancs 36, 38 de la pièce en 20 forme de fourche 34 par un arbre L'arbre est monté aligné sur des perçages dans les flancs 36, 38 ainsi que sur un perçage du blocpalier La face inférieure du bloc-palier constitue une plaque de fixation vissée sur la partie en forme de chariot 30 La face avant de la pièce en forme de 25 fourche 34 est réalisée en forme de support de chalumeau Un chalumeau de découpage autogène 32 est fixé dans le perçage 42 du support de chalumeau 40, le chalumeau étant alimenté par des conduites d'alimentation en gaz et en Between the flanks 36, 38 of the fork-shaped part 34 is a bearing block not shown in detail, which is connected to the sidewalls 36, 38 of the fork-shaped part 34 by a shaft The shaft is mounted The lower face of the bearing block constitutes a fastening plate screwed onto the trolley-shaped portion. The front face of the fork-shaped part 34 is aligned with holes in the sidewalls 36, 38 as well as on a hole in the block. is made in the form of a torch holder An autogenous cutting torch 32 is fixed in the bore 42 of the torch holder 40, the torch being fed by gas supply pipes and
oxygène 44, 46.oxygen 44, 46.
Un boîtier de commande 48 est fixé sur un côté de la pièce en forme de fourche 34; le circuit de réglage et d'oscillation de la commande de hauteur capacitive 55 du chalumeau est logé dans le boîtier 48 L'alimentation électrique du circuit de réglage et d'oscillation 35 est assurée par les conduites 50 Du côté du boîtier de 2548941)l commande 48 tourné vers la buse 52 du chalumeau se trouve un élément de capteur capacitif 54 L'élément de capteur capacitif 54 se compose d'un capteur 56 prévu au voisinage immédiat de la buse 32 du chalumeau; le capteur 56 est relié au boitier de commande 48 par une tige de fixation 58. Du côté du boitier de commande 48 opposé au support de chalumeau 40 se trouve raccordée une alimentation en air 64 qui sert au refroidissement des composants électroniques/ A control box 48 is attached to one side of the fork member 34; the control and oscillation circuit of the capacitive height control 55 of the torch is housed in the housing 48. The electrical supply of the control and oscillation circuit 35 is provided by the lines 50 of the housing side of the housing 2548941). control 48 facing the nozzle 52 of the torch is a capacitive sensor element 54 The capacitive sensor element 54 consists of a sensor 56 provided in the immediate vicinity of the nozzle 32 of the torch; the sensor 56 is connected to the control box 48 by a fixing rod 58. On the side of the control box 48 opposite the torch holder 40 is connected an air supply 64 which serves for the cooling of the electronic components /
électriques du circuit oscillant et de réglage capacitif. electrical oscillating circuit and capacitive adjustment.
Du même côté du chariot 26, se trouve fixée une alimentation 66 sur la partie de chariot 30, alimentation qui reçoit l'air par l'intermédiaire d'un tube en cuivre 68 pour l'intervalle entre le capteur 56 et la pièce En envoyant de l'air dans ce volume intermédiaire, air dont la pression 15 se règle de façon quelconque par une vanne 70, on assure d'une part le refroidissement du capteur 56 et d'autre part on maintient une atmosphère constante entre l'élément de capteur 54 capacitif et la pièce de façon que les gaz de On the same side of the carriage 26, a feed 66 is attached to the trolley portion 30, which feeds the air via a copper tube 68 for the interval between the sensor 56 and the workpiece. air in this intermediate volume, air whose pressure 15 is adjusted in any way by a valve 70, it ensures firstly the cooling of the sensor 56 and secondly maintains a constant atmosphere between the element of capacitive sensor 54 and the room so that the gases of
combustion ainsi que la fumée etc n'influencent pas la 20 capacité entre le capteur 56 et la pièce à usiner. Combustion as well as smoke etc. do not influence the capacitance between the sensor 56 and the workpiece.
Lorsque la commande capacitive de hauteur 56 du chalumeau détermine une déviation de la hauteur de la pièce par rapport à la hauteur programmée et/ou de la hauteur réglée par la commande de hauteur du chalumeau 55, 25 le signal de hauteur commande le moteur du chariot 26 ainsi que le chariot 26 dont la course correspond de préférence à 50 mm, pour déplacer le chalumeau 32 de façon correspondante à la distance constante réglée par la commande de When the capacitive pitch control 56 of the torch determines a deviation of the height of the workpiece from the programmed height and / or the height set by the torch height control 55, the pitch signal controls the motor of the carriage 26 and the carriage 26, whose travel preferably corresponds to 50 mm, to move the torch 32 correspondingly to the constant distance set by the control of
hauteur de chalumeau 55.torch height 55.
Pour arriver à une programmation correcte, on commande le chariot 26 de façon que pendant la programmation, il se trouve dans une position moyenne On assure ainsi un réglage à posteriori pendant le découpage, dans une zone comprise entre + 20 mm et 20 mm A la fin d'une 35 découpe, le chariot 26 revient automatiquement dans la position supérieure Pour une nouvelle pièce, le chalumeau est guidé de cette position supérieure, vers la pièce et In order to arrive at a correct programming, the carriage 26 is commanded so that during programming it is in a middle position. This is thus ensured for a posteriori adjustment during cutting in an area of between + 20 mm and 20 mm. At the end of a cut, the carriage 26 automatically returns to the upper position. For a new part, the torch is guided from this upper position to the workpiece and
le capteur 56 règle la hauteur.the sensor 56 adjusts the height.
Il est évidemment également possible de 5 commander le chariot motorisé de façon indirecte par la commande de hauteur 55 du chalumeau en fournissant les signaux de hauteur à la commande du robot pour commander le It is of course also possible to control the motorized carriage indirectly through the torch height control 55 by providing the height signals to the robot control to control the
chariot motorisé 26.motorized trolley 26.
I 1 est en outre possible d'introduire direc10 tement dans la commande du robot les variations de hauteur détectées par la commande de hauteur 55 du chalumeau, et It is furthermore possible to introduce directly into the robot control the height variations detected by the torch height control 55, and
qui déplace l'ensemble du robot à bras coudé et ainsi le chalumeau de découpage pour le régler à la hauteur souhaitée Dans ce cas, on peut supprimer le chariot motorisé 26 15 de l'articulation rotative 18. which displaces the entire bent arm robot and thus the cutting torch to adjust it to the desired height In this case, the motorized carriage 26 can be removed from the rotary joint 18.
R E V E N D L C A T I O N SR E V E N D L C A T IO N S
1 ) Robot à bras coudé pour le découpage notamment pour le découpage à l'aide d'un chalumeau autogène ou à plasma de métaux, robot comportant un bras coudé et une articulation rotative fixée à l'extrémité libre du bras coudé robot caractérisé en ce qu'un chalumeau de découpage ( 32) avec la commande de hauteur de chalumeau ( 55) correspondante sont fixés à l'articulation 1) Robot with an angled arm for cutting, in particular for cutting with the aid of an autogenous or metal plasma torch, robot comprising an angled arm and a rotary joint fixed to the free end of the robot angled arm characterized in that a cutting torch (32) with the corresponding torch height control (55) is attached to the joint
rotative ( 18).rotary (18).
2 ) Robot à bras coudé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un chariot motorisé ( 26) est fixé entre l'articulation rotative ( 18) et le chalumeau de découpage ( 32) avec la commande correspondante 2) An elbow robot according to claim 1, characterized in that a motorized carriage (26) is fixed between the rotary joint (18) and the cutting torch (32) with the corresponding control
de hauteur de chalumeau ( 55).torch height (55).
3 ) Robet à bras coudé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que 3) An elbow arm according to any one of claims 1 or 2, characterized in that
la commande de hauteur( 55) du chalumeau est raccordée the height control (55) of the torch is connected
directement à une commande de robot. directly to a robot control.
4 ) Robot à bras coudé selon la revendi20 cation 2, caractérisé en ce que les signaux de sortie de la commande de hauteur( 55) du chalumeau sont susceptibles 4) Robot arm according to claim 2, characterized in that the output signals of the height control (55) of the torch are susceptible
d'être fournis au moteur du chariot ( 26). to be supplied to the motor of the carriage (26).
) Robot à bras coudé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que-la 25 commande de hauteur ( 55) du chalumeau est une commande de An elbow robot according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the torch height control (55) is a control of
hauteur capacitive.capacitive height.
6 ) Robot à bras coudé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une 6) Robot with crank arm according to any one of claims 1 to 5, characterized in that
alimentation en air ( 64, 66) pour le refroidissement du bottier de commande ( 48) et du capteur ( 56) ainsi que pour maintenir une atmosphère constantre entre le capteur ( 56) et la pièce est associée à la commande de hauteur( 55) du chalumeau. air supply (64, 66) for cooling the control box (48) and the sensor (56) and for maintaining a constant atmosphere between the sensor (56) and the workpiece is associated with the height control (55) torch.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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ST | Notification of lapse |