NO164644B - Innretning for haandtering av byggedeler. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en innretning for håndtering henholdsvis posisjonering av byggedeler henholdsvis verktøy med en styrebane dannet av styresøyler som er avstøttet på støttelementer anordnet i et med styresøylene parallelt plan og parallelt med styresøylene, en stillanordning som er koplet til en mellombærer som er forskyvbart lagret på styresøylene, og med en anordning for posisjonering av mellombæreren.

Kjente innretninger for håndtering av byggedeler (DE-OS 30 35 191 har flere rettlinjede, i forhold til hverandre vinkelstilte styrebaner langs hvilke et gripeorgan kan forstilles i flere i forhold til hverandre vinkelstilte romretninger. For begrensning av maskindelenes henholdsvis gripeorganenes bevegelser langs styrebanen i de ulike romretninger er det anordnet mekaniske endeanslag. Bringes herunder i en endestilling ulik posisjonerte anslag inn i bevegelsesbanen til de enkelte maskindeler eller gripeorganer, så er det mulig å oppnå ulike endesti11inger for gripeorganene langs styrebanen. Slike innretninger for håndtering av byggedeler har vist seg godt egnet 1 praksis, fordi de enkelte posisjoner lar seg reprodusere nøyaktig, også ved et stort antall arbeidstoleranser og store, hurtig bevegede masser. I mange anvendelsestilfeller vil imidlertid løpenøyaktigheten og posisjoneringsnøyaktigheten ikke være tilfredsstillende i endestillingene.

Det er også kjent innretninger for håndtering av byggedeler (US-PS 3.760.956) som i praksis også ofte betegnes som roboter. Med disse innretninger er det mulig å oppnå vilkårlige posisjoner henholdsvis endestillinger langs en styrebane. Disse ulike posisjoner bestemmes enten ved hjelp av en kontinuerlig virkende anordning for posisjonsregistrer-ing av de bevegede maskindeler henholdsvis gripeorganene eller deres drivorganer henholdsvis av langs styrebanen stillbare endeanslag, som skal muliggjøre en forsinkende bevegelse av maskindelen henholdsvis griperen via drivverket og en mest mulig målnøyaktig stopping i den ønskede stilling. Disse anordninger har vist seg godt egnet for anvendelser hvor det kreves bevegelsesbaner i rommet. Man kan imidlertid ikke alltid oppnå den ønskede løpenøyaktighet og den ønskede nøyaktige bevegelse eller posisjonering, fordi anordningene har mange leddsteder og griperen er anordnet fritt utragende.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en innretning for fremstilling henholdsvis håndtering av byggedeler eller verktøy, hvor mellombæreren henholdsvis manipuleringsanord-ningene skal kunne føres mest mulig støtfritt langs en styrebane og skal kunne posisjoneres målnøyaktig i vilkårlige stillinger langs styrebanen.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor en innretning som nevnt innledningsvis, kjennetegnet ved at støtteelementene som er anordnet på styresøylene, ligger i plan som står i en vinkel i forhold til hverandre.

Ved at støtteelementene ligger i plan som står i vinkel i forhold til hverandre, oppnås en avstøtting eller avstivning av styrebanen i ulike romretninger - altså først og fremst i de retninger hvor de største belastninger opptrer - hvilket gir betydelig øking av styringsnøyaktigheten.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det videre at støtteelementene dannes av støttelister, særlig med rettvinklet tverrsnitt, idet tverrsnittsbredden er mindre enn styresøylediameteren og mindre enn tverrsnittshøyden, idet tverrsnittshøyden for de til de to styresøyler tilordnede støttelister går i vinkel, særlig 90" i forhold til hverandre, idet støtte-elementene fortrinnsvis er anordnet sentrisk i forhold til en lengdemidtakse for styresøylene. Derved oppnås det en tilfredsstillende styring langs styresøylene, slik at det muliggjøres en anvendelse av kulestyringer og man kan greie seg med styrebaner som bare krever standardmessig plass.

Let er dessuten fordelaktig dersom styresøylene forsynes med et langsgående spor, hvis tverrsnittsbredde tilsvarer tverrsnittsbredden for støttelistene, hvilke spor er dreiet eller forskjøvet 90° i forhold til hverandre, fordi det derved kan oppnås en tilfredsstillende kraftoverføring fra styresøylene til støtteelementene.

Videre er det også mulig å anordne støtteelementene mellom styresøylene og en støtteplate, ijiet støtteplatene anordnes i innbyrdes loddrette plan og støttelistene er forbundne med støtteplatene ved hjelp av løsbare festeelementer, fordi man derved over hele styrebanelengden oppnår en avstøtting av styresøylene og støtteelementene som samtidig kan anvendes for befestigelse av styresøylene.

Ifølge en annen utførelsesvariant foreslås det at et motstandsmoment for støtteelementene som minst tilsvarer et på styresøylene utøvet maksimalt bøyemoment, over hele lengdeforløpet er tilnærmet tilpasset bøyelinjeforløpet, idet man derved over hele styresøylelengden oppnår en omtrentlig konstant nedbøyning og således en omtrentlig konstant nøyaktighetgrad.

Videre er det også fordelaktig dersom styresøylene er stasjonære i lengderetningen i en bæreplate og er forskyvbart anordnet i den motliggende bæreplate, fordi derved de ved ulike temperaturer oppstående lengdeendringer av styresøylene kan oppfanges på enkel måte og man vil unngå spennkrefter ved monteringen av håndteringsutstyr med forsterkede styresøyler.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere under henvisning til tegningene som viser en del utførelseseksempler.

På tegningene viser:

Fig. 1 en innretning ifølge oppfinnelsen for håndtiering henholdsvis posisjonering av byggedeler, med ved hjelp av støttelementer forsterkede styresøyler,

fig. 2 viser et enderiss av innretningen i fig. 1,

delvis i snitt etter linjen II-II i fig. 1, fig. 3 viser en styresøyle i snitt, med dertil

festede støtteelement,

fig. 4 viser en utførelsesvariant med hensyn til anordningen av de til styresøylene

tilordnede støtteelementer, i enderiss, fig. 5 viser et enderiss av en annen utførelses-variant av innretningen ifølge oppfinnelsen, med på lagerplater avstøttede støttelister, delvis i snitt ifølge linjen

IV-IV i fig.6,

fig. 6 viser et sideriss av innretningen i fig. 5, fig. 7 viser en annen utførelsesform av innretningen ifølge oppfinnelsen, i enderiss og

delvis gjennomskåret, og

fig. 8 viser et sideriss av en del av innretningen i et snitt ifølge linjen VIII-VIII i fig. 7.

I fig. 1 er det vist en innretning 1 for håndtering henholdsvis posisjonering av byggedeler 2 ved hjelp av en gripeanordning 3. Gripeanordningen 3 er festet på en mellombærer 4. Denne mellombærer 4 er forstillbart opplagret på en styrebane 5 som dannes av styresøyler 6 og 7. Forstillingen skjer ved hjelp av en stillanordning 8. Styresøylene 6 og 7 er i sine endeområder opplagret i bæreplater 10 og 11 som utgjør deler av et bærelegeme 13, idet bæreplatene holdes sammen ved hjelp av en støtteplate 12. De to styresøyler 6 og 7 er forskjøvet i forhold til hverandre både horisontalt og vertikalt og ligger således i et felles plan 14 som forløper skrått i forhold til horison-talen.

Av fig. 2 går det frem av den nedre styresøyle 6 er tilordnet et støttelement 16 med en støttelist 15 som har rettvinklet tverrsnitt. Støttelisten er plassert sentrisk og ligger i et sentralt vertikalplan 17 gjennom styresøylen 6. Støttelisten virker som støtteelement for understøttelse og forsterkning av styresøylen med hensyn til påkjenninger i vertikalplanets 17 retning.

Den øvre styresøyle 7 er likeledes tilordnet et støtteelement 18 med en støttelist 15 med rettvinklet tverrsnitt. Denne støttelist ligger i et sentralt horisontalplan 19 gjennom styresøylen 7.

Som vist på tegningen går en tverrsnittshøyde 20 parallelt med henholdsvis horisontalplanet 19 og vertikalplanet 17 og denne tverrsnittshøyde er større enn støttelistens tverrsnittsbredde 21. Støttelistens tverrsnittsbredden 21 er mindre enn diameteren 22 for styresøylene 6 og 7.

På denne måten vil styresøylene 6 og 7 være forsterket både i horisontalplanet og i vertikalplanet og styrebanen 5 blir derfor stivere i disse to romretninger. Dette muliggjør et eksakt parallelløp for mellombæreren 4, fordi nedbøyningen av styresøylene selv ved anvendselse av større krefter i området ved gripeanordningen 3 vil reduseres i retningen til de to planene 17 og 19. For å oppnå avstivning av styresøylene 6 og 7 svarende til bøyeforløpet i retning av de to plan 19 og 17 er det dessuten mulig, slik det skjematisk er antydet i fig. 1 ved styresøylen 6 å velge tverrsnittshøyden 20 og dermed et motstandsraoment for styresøylen 6,7 i samsvar med det forventede bøyelinjeforløp. Derved kan det oppnås en tilpassing av motstandsmomentet i ulike lengdeområder av styresøylene 6,7, dvs. en tilpassing til belastningene i disse områder, særlig bøyemomentpåkjenninger.

i

I fig. 3 er det vist et tverrsnitt gjennom en styresøyle 23 hvorav det fremgår at forbindelsen mellom styresøylen og støttelisten 15 kan skje på den måten at styresøylen er utformet med et sirkelavsnittformet tverrsnitt, med støtte-listen 15 plassert på styresøylens planside 24 og fastholdt ved hjelp av skruer 25.

Det er imidlertid også mulig, slik det er vist skjematisk i fig. 1 og 2 for styresøylene 6,7, å forsyne styresøylene med et respektivt i lengderetningen forløpende spor som har en bredde omtrent svarende til støttelistens. 15 tverrsnittsbredde 21, slik at altså støttelisten kan settes inn i den respektive styresøyle 6 og 7.

I fig. 4 er det vist en utførelsesform av en innretning 1, hvor styresøylene 26,27 likeledes er anordnet i et skråplan 14. På styresøylene 26,27 er det forskyvbart lagret en mellombærer 4.

For avstivning av styresøylene i henholdsvis horisontalplan 19 og vertikalplan 17 er her støtteelementer 29 i form av støttelister 28 plassert i speilbilledlig anordnede segmenter av styresøylene 26,27 sirkelformede tverrsnitt. Støttelistene 28 har kvadratisk tverrsnitt, med en sidelengde 30. På denne måten forsterkes styresøylene 26 og 27 i de to med planene 17 og 19 fastlagte romretninger. Man kan også på samme måte oppta påkjenninger i de motsatte retninger, ved å velge omvendte plasseringer.

Som vist er støttelistens 28 tverrsnitts-sidelengde 30 dimensjonert slik at en diagonal gjennom støttelist-tverr-snittet er kortere enn diameteren til styresøylen 26,27. Derved vil man i hvert tilfelle være sikret en klaringsfri eksakt føring av mellombæreren 4 selv ved en anordning av slike støttelister 28.

I fig. 5 og 6 er det vist en innretning 1 for håndtering henholdsvis posisjonering av byggedeler henholdsvis emner eller verktøy. Innretningen innbefatter et bærelegeme 31 bygget opp med en støtteplate 32, to bæreplater 33 og en ytterligere støtteplate 34. I dette bærelegeme 31 er det i et skråplan 14 anordnet to styresøyler 35,36. For å få en nøyaktig parallell og høydemessig styring av en mellombærer 4 over hele lengden av styresøylene 35,36, er hver av de to styresøyler 35,36 avstøttet med et støtteelement 37 direkte i en av de to støtteplater 32,34. Støtteelementene 37 dannes av støttelister 38, idet disse støttelister 38 samtidig tjener for gjennomføring av festeelementer 39 hvormed styresøylene 35,36 festes til støtteplatene 32,34.

Som best vist i fig. 6 strekker styresøylene 35,36 seg mellom de mot hverandre vendte sideflater på bæreplatene 33 og er ikke direkte forankret i disse. Dermed er det mulig å kunne oppta lengdeendringer som følge av temperaturvariasjoner under bruk av innretningen. Slike temperaturvariasjoner kan eksempelvis skyldes friksjonsvarme og lignende. Lengdeendr-ingene fordeles jevnt over hele lengden til styresøylene 35,36 henholdsvis støttelistene 38. Bæreplatene 33 tjener til opplagring av endeanslag 40 henholdsvis støtdempere 41. Hele bærelegemet 31 med styresøyler 35,36 er eksempelvis anordnet på et ytterligere bærelegeme 42 i en lignende eller likeartet innretning 1, idet hver av disse anordninger kan danne en lineær akse i en håndteringsanordning. Dette gjør det mulig å fremstille høyt påkjennbare styresøyler 35 som har relativt små tverrsnitt, slik at plassbehovet for de til styresøylene 35,36 tilordnede føringsanordninger i mellombæreren 4 blir relativt lite. Dette gjør det mulig også å utforme denne mellombærer 4 med små tverrsnittsdimensjoner, slik at man selv der hvor det er dårlig plass kan få tilstrekkelig plass for en stillanordning 8 for mellombæreren 4 henholdsvis et i fig. 5 skjematisk antydet målesystem 43, innenfor bære-legemets ytre mål.

Dette målesystem 43 kan eksempelvis dannes av en oppspent med kodemerker forsynt målestokk, som avføles når mellombæreren 4 beveger seg langs styresøylene 35,36. På denne måten skal man kunne stoppe mellombæreren i mellomstillinger, dvs. mellom de av endeanslagene 40 fastlagte endestillinger. Denne stopp-ingen kan under utnyttelse av målesystemet skje på en målenøyaktig måte. Det kan eventuelt benyttes en bremse for fiksering av mellombæreren i ønsket stilling.

Selvfølgelig er det innenfor oppfinnelsens ramme også mulig bare. å forsyne en av styresøylene med en forsterkning i den ønskede hovedpåkjenningsretning, dersom dette anses å være tilstrekkelig for anvendelsesformålet. Dessuten kan utformingen av støtteelementene henholdsvis støttelistene variere innenfor oppfinnelsens ramme, så lenge man bare oppnår en forsterkning henholdsvis avstivning i to ulike romretninger ved to innbyrdes parallelle styresøyler.

Videre er det mulig å la styresøylene, eksempelvis som vist for styresøylene 6 og 7 i fig. 1, være stasjonert opplagret i en av de to bæreplater 10 henholdsvis 11. Dette er ved bæreplaten 10 antydet ved hjelp av en holdestift 44. I den motliggende bæreplate 11 er da styresøylene fritt bevegelige i sin lengderetning. Derved muliggjøres en lengdeutligning for styresøylene 6 og 7 også ved lengre styresøyler og varierende omgivelses-/innsatstemperaturer, uten at det kommer til spennkrefter I bærelegemet 13 henholdsvis en bøying av styresøylene 6,7.

Som vist i fig. 5 er det med anordningen av den til styre-søylen 35 tilordnede støttelist oppnådd at også ved eksentrisk belastning - pil 45 - og til tross for sleideføringen med en styrehylse som har C-formet tverrsnitt, vil den med den eksentriske kraftpåvirkning 45 utøvede kraft - pilen 46-overføres på tilfredsstillende måte til styresøylen 35. Denne eksentriske belastning kan eksempelvis skyldes en gripeanordning eller lignende.

I fig. 7 og 8 er det vist en ytterligere utførelsesform av en innretning for håndtering henholdsvis posisjonering av byggedeler. Styrebanen 5 dannes her av to styresøyler 47,48 som er anordnet i et felles skråplan 14. En sleide 4 kan kjøres på de to styresøyler 47,48 og avstøtter seg mot disse ved hjelp av kuleføringer 49,50.

Kuleføringene 49,50 har et omtrentlig C-formet tverrsnitt og de to endene 51,52 til hylsen 54 som opptar kulene 53 har en innbyrdes avstand i hylsens omkretsretning svarende til en vinkel 55. I dette omkretsområde, hvor hylsen 54 altså ikke griper om styresøylene 47,48, er det anordnet støtteelementer 56,57. Disse er eksempelvis limt til søylene eller festet ved hjelp av klemvirkning eller mekaniske midler, såsom skruer eller lignende, slik det er beskrevet foran I forbindelse med de tidligere omtalte utførelseseksempler. Dersom, som vist skjematisk, en gripeanordning 3 er anordnet eksentrisk relativt den av styresøylene dannede styrebane 5, så vil en av gripeanordningen og den med denne opptatte del dannede masse 58 - skjematisk antydet med en pil - gi et dreiemoment som vil prøve å svinge sleiden 5 om styresøylens 48 midt-punkt. Derved fremkommer det et med pilen 59 antydet dreiemoment som virker på styresøylen 47. Styresøylen 48 utsettes derimot hovedsakelig for en tyngdekraft - pil 60 - i en retning parallelt med masseretningen 58. I samsvar med dette er støttelementet 57 plassert på den motliggende siden av styresøylene 48, for således å kunne oppta de av massen 58 i denne retning utøvede belastninger og hindre en utillatelig nedbøyning av styresøylen. Det til styresøylen 47 tilordnede støtteelement 56 er tilsvarende plassert på den siden av styresøylen som er motliggende dreiemomentsiden (pilen 59). Dette hindrer en utillatelig nedbøying av styresøylen under påvirkning av de krefter som oppstår som følge av dreie-momentbelastningen. Samtidig oppnår man også ved en slik anordning av støttelementene at kuleføringen blir liggende med sitt labile åpnede hylseområde på den siden som er motliggende den innvirkende kraft. Derved hindres en åpning av hylsen 54 både ved styresøylen 47 såvel som ved styre-søylen 48, selv når disse belastes med høye krefter.

Som antydet skjematisk i fig. 7 er det for oppfinnelsen likgyldig om skråplanet 14 går gjennom styresøylenes midtpunkter 61 eller om dette skråplan 14 går tangensielt til styresøylene 47,48.

I fig. 8 er anordningen av kulene 53, som danner opplagringen for hylsen 54 og således for sleiden 4 på styresøylen 48, vist.

I forbindelse med oppfinnelsen skal det her nevnes at det også uavhengig av anordningen av støtteelementene kan ses en selvstendig oppfinnerisk løsning i den relative anordning av kuleføringshylsene ved eksentrisk i forhold til styrebanen 5 virkende belastninger. Hertil kommer at ved utelukkende i horisontalplanet 19 henholdsvis vertikalplanet 17 utøvede belastninger vil støtteelementene ved de to styresøyler også utelukkende kunne være anordnet i det horisontale henholdsvis det vertikale plan eller i plan parallelt med disse. Dessuten kan det også i utformingen av støtteelementene såvel som i den avtrappede støttelistutførelse i styrebanens lengderetning samt i den spesielle befestigelsesmåte for styresøylene på støttelistene henholdsvis kombinasjonen av anordningen og/eller befestigelsen av støttelistene med styresøylene i bæreplaten 10,11 ses å ligge en selvstendig oppfinnerisk idé, særlig dersom bare støtteelementene er forankret i bæreplatene 10,11 og styresøylene er lagret lengdebevegelig på støtteelementene.

En ytterligere fordel ved anordningen av støttelementene ligger ved sterkt belastede styrebaner 5 fremfor alt i at det foreligger en større tverrsnittsflate til rådighet for varmeavlevering, slik at man på en pålitelig måte kan unngå lengdeendringer henholdsvis tverrsnittsendringer som skyldes store temperaturforskjeller.

Claims (6)

1. Innretning for håndering henholdsvis posisjonering av byggedeler henholdsvis verktøy, med en styrebane dannet av styresøyler (6,7,26,27,35,36) som er avstøttet på støtte-elementer (16,29,27) anordnet i et med styresøylene parallelt plan og parallelt med styresøylene, en stillanordning som er koplet til en mellombærer (4) som er forskyvbart lagret på styresøylene, og med en anordning for posisjonering av mellombæreren (4), karakterisert ved at støtteelementene (16,18,37) som er anordnet på styresøylene (6,7,35,36), ligger i plan som står i en vinkel i forhold til hverandre.

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at støtteelementene (16,18,37) dannes av støttelister (15,38) med særlig rettvinklet tverrsnitt, idet tverrsnittsbredden (21) er mindre enn en diameter (22) for styresøylene (6,7,26,27,35,36) og mindre enn en tverrsnitts-høyde (20), idet tverrsnittshøydene (20) til de til de to styresøyler (6,7,35,36) tilordnede støttelister danner en vinkel på 90° med hverandre, og støtteelementene (16,18,37) fortrinnsvis er anordnet sentrisk relativt en lengdemidtakse for styresøylen (6,7,26,27,35,36).

3. Innretning ifølge et av kravene 1-2, karakterisert ved at styresøylene (6,7) er forsynt med et lengdespor hvis tverrsnittsbredde svarer til tverrsnittsbredden (21) for støttelisten (15), Idet de til styresøylene (6,7) tilordnede lengdespor er dreiet eller forskjøvet 90° i forhold til hverandre.

4. Innretning Ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at støtteelementene (37) er anordnet mellom styresøylene (35,36) og en støtteplate (32,34), Idet støtteplatene (32,34) er anordnet i innbyrdes loddrette plan og støttelistene (38) er forbundne med støtteplatene (32,34) ved hjelp av løsbare festeelementer (39).

5. Innretning ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at et motstandsmoment for støtteelementene (16,18,37) som motsvarer i det minste et på styresøylene (6,7,35,36) utøvet maksimalt bøyemoment over lengdeforløpet, er tilnærmet tilpasset bøyelinjeforløpet.

6. Innretning ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at styresøylene (6,7) er stasjonært anordnet med hensyn på lengderetningen i en bæreplate (10) og er forskyvbart anordnet i den motliggende bæreplate (11).