MXPA06011073A - Muneca de robot de multiples ejes y metodo de operacion. - Google Patents

Abstract

Una muneca de robot para un robot para pintar tiene varias secciones de muneca que se pueden girar con relacion reciproca, un conducto interno que pasa a traves de las secciones de muneca, una manguera flexible portada en el conducto interno y que tiene un mecanismo impulsor de manguera que opera en la manguera para lograr la rotacion positiva de la manguera en el conducto interno correspondiente a la rotacion de las secciones de muneca.

Description

MUÑECA DE ROBOT DE MÚLTIPLES EJES Y MÉTODO DE OPERACIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere en general a robots, y muy particularmente a una muñeca de múltiples ejes para un robot que pinta y un método para operar el mismo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En instalaciones de pintura modernas, se utilizan robots para pintar de múltiples ejes los cuales portan equipo de aplicación, como por ejemplo, un atomizador giratorio, por medio de una muñeca de robot de tres ejes. Las mangueras que se requieren para operar el equipo de aplicación para pintar, aire de accionamiento, aire de configuración, y similares, son portados a través de un conducto interno en la muñeca de robot al equipo de aplicación. La desventaja del enrutamiento de la manguera de pintura a través de la muñeca de robot es que la manguera de pintura se puede deformar cuando se mueve la muñeca de robot, lo cual puede evitar la limpieza de la manguera de pintura dentro de la muñeca de robot utilizando un dispositivo, tal como un limpiador de tuberías. Para reducir al mínimo las pérdidas de pintura durante cambios de color, sería deseable si la manguera de pintura puede ser limpiada a lo largo de toda su longitud hasta el equipo de aplicación utilizando el limpiador de tuberías, o dispositivo similar, incluyendo aquellas porciones de la manguera ubicadas dentro de la muñeca de robot altamente móvil .

SUMARIO DE LA INVENCIÓN La habilidad de la manguera de pintura para que se pueda limpiar con un limpiador de tuberías, o dispositivo similar, se puede ver obstaculizada por cargas torsionales las cuales surgen del movimiento de la muñeca del robot, en donde una curva para limpieza en la manguera de pintura es menos perjudicial y, por lo tanto, no impide la limpieza con el limpiador de tuberías, o dispositivo similar. La presente invención provee una muñeca de robot en donde las mangueras que pasan a través de la muñeca de robot esencialmente están cargadas en flexión cuando la muñeca de robot se mueve, mientras que solo cargas de torsión insignificantes se imponen en las mangueras. Esto es conveniente ya que la habilidad para limpiar las mangueras enrutadas a través de la muñeca de robot utilizando un limpiador de tuberías, o dispositivo similar, solo se verá afectada de manera mínima, en caso de verse afectada, por el movimiento de la muñeca de robot. La muñeca de robot, de acuerdo con la presente invención, puede incluir tres secciones de muñeca giratorias . El equipo de aplicación se puede instalar de manera giratoria en un reborde de conexión en el lado de la salida cinemática de la muñeca de robot. La muñeca de robot tiene tres ejes (es decir, tres grados) de libertad. Sin embargo, se debería entender que la presente invención no se limita a las muñecas de robot que tienen tres ejes de libertad, sino que también puede incluir muñecas de robot con un número mayor o menor de ejes de rotación. Un conducto interno que pasa a través de toda la muñeca de robot está colocado dentro de las secciones de muñeca a través de las cuales se guían las mangueras que suministran el equipo de aplicación portado por la muñeca de robot. El conducto interno puede constar, por ejemplo, de un conducto que no esté cerrado con respecto a la muñeca de robot para colocar las mangueras y así operar el equipo de aplicación. Sin embargo, cuando la muñeca se mueve, puede haber un contacto indeseable entre las mangueras y la pared interna de la muñeca de robot. De preferencia, el conducto interno que pasa a través de la muñeca de robot tiene una manga protectora que forma el revestimiento interior del conducto interno y, por lo tanto, evita el daño a, o excesivo desgaste de las mangueras que son llevadas a través de la muñeca de robot cuando se mueve la muñeca. Además, una manga protectora de este tipo puede constar de un material eléctricamente aislante para aislar la pintura eléctricamente cargada en la manguera de pintura contra los componentes circundantes . La manga protectora de preferencia tiene una capacidad de aislamiento por lo menos de 50 kV. De acuerdo con la invención, las mangueras para operar el equipo de aplicación no corren al azar dentro del conducto interno. Más bien, la muñeca de robot de la presente invención tiene un mecanismo impulsor de manguera el cual gira positivamente la manguera o mangueras en el conducto interno de acuerdo con la rotación de las secciones de muñeca para evitar, o por lo menos reducir al mínimo, la imposición de cargas torsionales indeseables en las mangueras . Con el movimiento de la muñeca de robot y una rotación asociada de las secciones de muñeca individuales en relación recíproca, la manguera que está siendo guiada es girada positivamente en un lado o en ambos lados por el mecanismo impulsor de manguera para evitar, o por lo menos reducir al mínimo, la carga torsional. El mecanismo impulsor de manguera permite la rotación de la manguera que está siendo portada a través de la muñeca de robot independiente del mecanismo impulsor de las secciones de muñeca individuales. El mecanismo impulsor de manguera puede entonces girar la manguera con relación a una o más secciones de muñeca. El mecanismo impulsor de manguera también puede operar en la manguera tanto en la sección de muñeca del lado de entrada cinemática como en la sección de muñeca del lado de salida cinemática. De preferencia, el mecanismo impulsor de manguera gira la manguera que pasa a través del conducto interno en la sección de muñeca del lado de entrada cinemática y en la sección de muñeca del lado de salida cinemática independientemente una de otra. Por consiguiente, puede ser posible que la manguera en la sección de muñeca del lado de entrada cinemática sea girada más o menos que en la sección de muñeca del lado de salida cinemática. El mecanismo impulsor de manguera también puede actuar en la manguera únicamente en la sección de muñeca del lado de entrada cinemática, mientras que la manguera en la sección de muñeca del lado de salida cinemática está asegurada para evitar la rotación. Esto puede ser más simple desde un punto de vista de construcción debido a que el mecanismo impulsor de manguera no necesita operar a través de toda la muñeca de robot hasta la sección de muñeca del lado de salida cinemática.

La rotación de la manguera de preferencia se lleva a cabo con relación a la sección de muñeca particular o el conducto interno, en donde la rotación, de preferencia, se lleva a cabo con respecto al eje central del conducto interno. Sin embargo, es posible que la manguera que es portada a través de la muñeca de robot sea girada con respecto a su propio eje longitudinal. La manguera que está siendo portada a través de la muñeca de robot se puede colocar a través de una placa guía en la sección de muñeca del lado de entrada cinemática y/o en la sección de muñeca del lado de salida cinemática y/o en una sección de muñeca ubicada en medio. La muñeca de robot de la presente invención puede incluir una placa guía para colocar la manguera o mangueras de preferencia tanto en la sección de muñeca del lado de entrada cinemática como en la sección de muñeca del lado de salida cinemática, considerando que no hay placa guía en la sección de muñeca ubicada entre esas dos secciones. Una placa guía de este tipo permite, de manera conveniente, que la manguera o mangueras que están siendo portadas sean guiadas en la dirección radial y en la dirección periférica con relación a los ejes longitudinales del conducto interno, en donde las mangueras individuales se mantienen en posición. Además, la portación de varias mangueras en una placa guía permite la rotación angular sincrónica de las mangueras con relación al eje longitudinal del conducto interno. En casos donde puede ser deseable tener la manguera asegurada para evitar la rotación en la sección de muñeca del lado de salida cinemática, esto se puede lograr montando la placa guía de manera segura en la sección de muñeca del lado de salida cinemática para evitar la rotación. En los casos donde puede ser deseable tener un mecanismo impulsor de manguera actuando sobre ambos lados, la placa guía de preferencia está montada giratoriamente en la sección de muñeca del lado de entrada cinemática y en la sección de muñeca del lado de salida cinemática. El mecanismo impulsor de manguera de preferencia actúa sobre la placa guía, y de preferencia, la gira con respecto al eje longitudinal del conducto interno. Se debería entender que la invención no está restringida a la muñeca de robot previamente descrita como un solo componente, sino que también puede incluir un roto completo, particularmente un robot para pintar que tenga una muñeca de robot del tipo de acuerdo con la invención. La presente invención también se puede utilizar en conexión con un robot para pintar. Áreas adicionales de aplicabilidad de la presente invención serán aparentes a partir de la descripción detallada proporcionada a continuación. Se debería entender que la descripción detallada y ejemplos específicos, aunque indican una modalidad preferida de la invención, son para propósitos de ilustración únicamente y no pretenden limitar el alcance de la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La presente invención se entenderá mejor para la descripción detallada y figuras anexas, en donde: La figura 1 es una vista en elevación lateral de un robot para pintar que tiene una muñeca de robot de acuerdo con la presente invención; La figura 2A es una vista en elevación lateral de la muñeca de robot que muestra un mecanismo impulsor para la operación de una sección de salida de la muñeca de robot; La figura 2B es una vista en elevación lateral de la muñeca de robot que muestra un mecanismo impulsor para operar una sección intermedia de la muñeca de robot; La figura 2C es una vista en elevación lateral de la muñeca de robot que muestra un mecanismo impulsor para operar una sección de entrada de la muñeca de robot; La figura 2D es una vista en elevación lateral de la muñeca de robot que muestra el posicionamiento de las mangueras dentro de la muñeca de robot; y La figura 3 es una elevación frontal axial de una placa guía de la muñeca de robot .

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA La figura 1 muestra un robot para pintar 1 de acuerdo con la invención, la cual se puede utilizar, por ejemplo, para pintar partes de la carrocería de un automóvil . El robot para pintar 1 está unido por un pie 2 a una base 3 , en donde el pie 2 del robot para pintar 1 porta un pedestal 4 el cual es giratorio con relación al pie 2 alrededor de un primer eje Al. El mecanismo impulsor para el pedestal 4 puede ser provisto por un motor eléctrico, o cualquier otro dispositivo impulsor conveniente. El robot para pintar 1 además incluye un brazo de robot 5 que es giratorio alrededor de un segundo eje A2 con relación al pedestal 4, en donde el mecanismo impulsor para el brazo de robot 5 puede ser provisto, de manera similar, por un motor eléctrico, o cualquier otro dispositivo impulsor conveniente. El robot para pintar 1 también puede incluir un brazo de robot 6 que es giratorio alrededor de un tercer eje A3 con relación al brazo de robot 5, en donde el mecanismo impulsor para el brazo de robot 6 es provisto, de manera similar, por un motor eléctrico. Una muñeca de robot 7, de acuerdo con la presente invención, tal como se ilustra en las figuras 2A-2D, se fija a un extremo distal del brazo de robot 6. La muñeca de robot 7 puede portar un atomizador giratorio 8 el cual impulse una copa de campana 9 para aplicar un medio de recubrimiento a las partes de la carrocería del automóvil . La muñeca de robot 7 tiene un reborde de conexión 10 sobre el lado de entrada cinemática que está fijo de manera rígida y segura para evitar la rotación con relación al extremo distal del brazo de robot 6. En el lado opuesto al reborde de conexión 10, la muñeca de robot 7 tiene un reborde de conexión giratorio 11, al que está fijo de manera giratoria el atomizador giratorio 8. Tres secciones de muñeca 12-14 están ubicadas entre el reborde de conexión del lado de entrada cinemática 10 y el reborde de conexión del lado de salida cinemática 11, en donde las secciones de muñeca 12-14 son giratorias en relación recíproca y con respecto a los dos rebordes de conexión 10, 11. La sección de muñeca 12 es giratoria alrededor de un cuarto eje A4 con relación al reborde de conexión del lado de entrada cinemática 10. La sección de muñeca 13, que está ubicada entre la sección de muñeca 12 y la sección de muñeca 14, es giratoria alrededor de un quinto eje A5 con relación a la sección de muñeca 12. La sección de muñeca 14 además es giratoria con relación a la sección de muñeca 13 , pero la rotación de la sección de muñeca 14 con relación a la sección de muñeca 13 está acoplada, de manera positiva, a la rotación de la sección de muñeca 12 con relación a la sección de muñeca 13. Además, la sección de muñeca 14 es giratoria alrededor de un sexto eje A6 con relación al reborde de conexión 11. La rotación de la sección de muñeca 12 alrededor del cuarto eje A4 con relación al reborde de conexión 10 se describe con referencia a la figura 2C, en donde, para propósitos de claridad, solo se muestran aquellos componentes que efectúan esta rotación. La rotación se logra por medio de un eje motor 15, mostrado de forma esquemática, el cual impulsa un engranaje externo 16 que se muestra de forma esquemática de manera similar, en donde el engranaje externo 16 acopla un engranaje anular 17 el cual está conectado de manera no giratoria a la sección de muñeca 12. La rotación del eje motor 15 produce la rotación del engranaje externo 16, en donde esta rotación es transferida a través del acoplamiento entre el engranaje externo 16 y el engranaje anular 17 a la sección de muñeca 12.

La rotación de la sección de muñeca centralmente ubicada 13 alrededor del quinto eje A5 con relación a la sección de muñeca 12 se describe con referencia a la figura 2B, en donde, para propósitos de claridad, solo se muestran aquellos componentes que se requieren para esta rotación. Para esta rotación, la muñeca de robot 7 tiene un eje motor 18 el cual gira un engranaje externo 19, en donde el engranaje externo 19 acopla un engranaje externo 20 y lo gira. El engranaje externo 20 tiene un engranaje helicoidal 21 en su extremo de salida cinemática el cual acopla un engranaje helicoidal correspondiente 22, en donde el engranaje helicoidal 22 está conectado de manera no giratoria a la sección de muñeca 13 que se ubica entre las secciones de muñeca 12 y 14. La rotación del eje motor 18, a través de un engranaje externo 19, engranaje externo 20, engranaje helicoidal 21, y engranaje helicoidal 22, produce como resultado la rotación de la sección de muñeca 13 con relación a la sección de muñeca 12, en donde la rotación alrededor del eje A4 se puede controlar independientemente de la rotación alrededor del eje A5. La sección de muñeca 13 porta un engranaje helicoidal adicional 23 que acopla un engranaje helicoidal 24, el cual está conectado de manera no giratoria a la sección de muñeca 14, de manera que la rotación entre la sección de muñeca 14 y la sección de muñeca 13 se acopla de forma positiva a la rotación entre la sección de muñeca 13 y la sección de muñeca 12. La rotación del reborde impulsor 11 con relación a la sección de muñeca 14 alrededor del eje A6 se describe con referencia a la figura 2A. Para esta rotación, la muñeca de robot 7 tiene un eje motor adicional 25 el cual porta un engranaje externo 26, el cual a su vez acopla un engranaje externo 27 y lo gira. En su extremo de salida cinemática, el engranaje externo 27 tiene un engranaje helicoidal 28 que acopla un engranaje helicoidal correspondiente 29 en la sección de muñeca 13. La sección de muñeca 13 además incluye un engranaje helicoidal 30 que está acoplado de forma no giratoria al engranaje helicoidal 29. El engranaje helicoidal 30, en la sección de muñeca 13, a su vez acopla un engranaje helicoidal 31 en la sección de muñeca 14. El reborde de conexión 11 tiene un engranaje helicoidal 33 el cual acopla un engranaje helicoidal 32. Por lo tanto, la rotación del eje motor 25 se transfiere a través de engranajes externos 26, 27 y engranajes helicoidales 28-33 al reborde de conexión 11. Con referencia también a la figura 2D, la muñeca de robot 7 tiene un conducto interno 34 que consta de una manga protectora flexible con una capacidad de aislamiento eléctrico de 100 kV. El conducto interno 34 sirve para portar varias mangueras 35, 36 para operar el atomizador giratorio 8. Las mangueras 35, 36 están conectadas de forma no giratoria al reborde de conexión del lado de salida cinemática 11, mientras que las mangueras 35, 36 son portadas en el reborde de conexión del lado de entrada cinemática 10 en una placa guía giratoriamente montada 37, en donde la placa guía 37 también se muestra en la figura 3. La placa guía 37 tiene dientes externos 38 en su superficie circunferencial, la cual acopla los dientes de un engranaje externo 39. El engranaje externo 39 se puede girar por medio de un eje motor 40. La placa guía 37 sirve para colocar las mangueras 35, 36 en la dirección radial y en la dirección circunferencial dentro del conducto interno 34. La placa guía 37 es giratoria a través del eje motor 40, el engranaje externo 39, y los diente externos 38, en donde la rotación se lleva a cabo de forma que las mangueras 35, 36 queden sujetas a una carga torsional mínima cuando se mueva la muñeca de robot . La descripción detallada de la invención es meramente ejemplar en naturaleza y, por lo tanto, las variaciones que no se apartan de lo esencial de la invención pretenden quedar dentro del alcance de la misma. Dichas variaciones no se apreciarán como una desviación del espíritu y alcance de la invención.

Claims (13)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como prioridad lo contenido en las siguientes : REIVINDICACIONES

1. - Una muñeca de robot para uso en un robot para pintar que tiene varias secciones de muñeca las cuales son giratorias con relación recíproca, un conducto interno que pasa a través de las secciones de muñeca, una manguera flexible portada en el conducto interno, caracterizada porque un mecanismo impulsor de manguera actúa sobre la manguera para girar en forma positiva la manguera en el conducto interno correspondiente a la rotación de las secciones de muñeca.

2. - La muñeca de robot de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el mecanismo impulsor de manguera actúa sobre la manguera en una sección de muñeca del lado de entrada cinemática y en una sección de muñeca del lado de salida cinemática.

3. - La muñeca de robot de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el mecanismo impulsor de manguera actúa sobre la manguera únicamente en una sección de muñeca del lado de entrada cinemática, mientras la manguera está asegurada para evitar la rotación en una sección de muñeca del lado de salida cinemática.

4. - La muñeca de robot de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la manguera es portada por lo menos en una ubicación seleccionada del grupo que consiste de una sección de muñeca del lado de entrada cinemática, una sección de muñeca del lado de salida cinemática y una placa guía.

5. - La muñeca de robot de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque la placa guía está montada en una forma para no girar en la sección de muñeca del lado de entrada cinemática.

6. - La muñeca de robot de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque la placa guía está montada de manera giratoria por lo menos en una ubicación seleccionada de un grupo que consiste de una sección de muñeca del lado de entrada cinemática, una sección de muñeca del lado de salida cinemática y una sección de muñeca intermedia ubicada en medio de las mismas.

7. - La muñeca de robot de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque el mecanismo impulsor de manguera actúa sobre la placa guía y gira la placa guía para reducir al mínimo la carga torsional en la manguera flexible cuando se mueve la muñeca de robot.

8. - La muñeca de robot de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el conducto interno tiene una capacidad de aislamiento eléctrico por lo menos de 50 kV.

9. - La muñeca de robot de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la manguera es una manguera de pintura y se puede limpiar con un limpiador de tuberías . 10.- La muñeca de robot de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque un robot para pintar está conectado a la muñeca de robot para movimiento. 11. - Un método para operar un robot que tiene una muñeca de robot con varias secciones de muñeca giratorias con relación entre sí, un conducto interno que pasa a través de las secciones de muñeca, una manguera flexible portada en el conducto interno, caracterizado porgue la rotación de la manguera en forma positiva en el conducto interno depende de la rotación de las secciones de muñeca. 12. - El método para operar un robot de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la manguera es girada tanto en la sección de muñeca del lado de entrada cinemática como en la sección de muñeca del lado de salida cinemática. 13. - El método para operar un robot de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la manguera es girada de manera positiva únicamente en la sección de muñeca del lado de entrada cinemática mientras que la manguera está asegurada para no girar en la sección de muñeca del lado de salida cinemática. 1 . - El método para operar un robot de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la manguera es portada por lo menos en una sección seleccionada de un grupo que consiste de la sección de muñeca del lado de entrada cinemática, la sección de muñeca del lado de salida cinemática, y una placa guía en una sección de muñeca ubicada en medio de las mismas. 15. - El método para operar un robot de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque hay un accionamiento en forma positiva de una placa guía durante la rotación de la placa guía. 16.- Un robot que comprende: una pluralidad de secciones de muñeca giratorias con relación recíproca; un conducto interno que pasa a través de la pluralidad de secciones de muñeca; una manguera flexible portada en el conducto interno; y un mecanismo impulsor de manguera que actúa en la manguera para girar de forma positiva la manguera en el conducto interno en respuesta a la rotación de la pluralidad de secciones de muñeca. 17. - El robot de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el mecanismo impulsor de manguera actúa sobre la manguera en una sección de muñeca del lado de entrada cinemática y en una sección de muñeca del lado de salida cinemática. 18.- El robot de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el mecanismo impulsor de manguera actúa sobre la manguera únicamente en una sección de muñeca del lado de entrada cinemática mientras que la manguera está asegurada para evitar la rotación en una sección de muñeca del lado de salida cinemática. 19. - El robot de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la manguera es portada por lo menos en una ubicación seleccionada del grupo que consiste de una sección de muñeca del lado de entrada cinemática, una sección de muñeca del lado de salida cinemática, una placa guía, y una sección de muñeca intermedia ubicada entre la sección de muñeca del lado de entrada cinemática y la sección de muñeca del lado de salida cinemática. 20.- El robot de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque una placa guía está colocada para girar la manguera flexible en una sección de muñeca intermedia ubicada entre una sección de muñeca del lado de entrada cinemática y una sección de muñeca del lado de salida cinemática, el mecanismo impulsor de manguera actúa sobre la placa guía para girar la placa guía, el mecanismo impulsor de manguera actúa sobre la manguera en la sección de muñeca del lado de entrada cinemática, mientras que la manguera está asegurada para evitar la rotación en la sección de muñeca del lado de salida cinemática. SUMARIO DE LA INVENCIÓN Una muñeca de robot para un robot para pintar tiene varias secciones de muñeca que se pueden girar con relación recíproca, un conducto interno que pasa a través de las secciones de muñeca, una manguera flexible portada en el conducto interno y que tiene un mecanismo impulsor de manguera que opera en la manguera para lograr la rotación positiva de la manguera en el conducto interno correspondiente a la rotación de las secciones de muñeca.