NO800619L - Automatisk arbeidsredskap. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en automatisk arbeidsredskap med

en styrbar gripe- eller holdeinnretning, i det følgende benevnt håndteringsinnretning, et tårn på hvilket der om en basisparallell, særlig horisontal akse er svingbart opplagret en overarmlignende momentarm til hvis ende der om en med denne parallell akse er svingbart forbundet en underarmlignende momentarm på hvilken arbeidsinnretningen er dreibart og innstillbart opplagret om sin lengdeakse.

Det dreier seg her også hensiktsmessig om et håndte-ringsredskap, ettersom arbeidsinnretningen kan være utført som en griper som f.eks. tar opp et arbeidsstykke og end-rer dets stilling. Arbeidsinnretningen er også beregnet på å virke som verktøybærer (f.eks. sveisebrenner).

For drift av slike arbeidsredskaper eller håndterings-innretninger anvendes de med en fritt programmerbar, elek-tronisk styring. Dette er kjent. Oppfinnelsen angår den mekaniske flerakse-konstruksjon av et arbeids- eller hånd-teringsredskap, som opptar et stort kuleformet arbeidsrom og på spesiell måte er istand til å utføre håndteringen av gjenstander i sitt tårnområde.

Der finnes en rekke håndteringsredskaper i forskjellige utførelser med hensyn til antall og anordning av ak-sene. Ved den mekaniske konstruksjon skiller man hensiktsmessig mellom hovedakser med hvilke arbeidsstykket eller verktøyet forflyttes innenfor arbeidsrommet, og håndakser som vesentlig virker til å endre arbeidsstykkenes eller verktøyenes romlige orientering.

Oppfinnelsen tar sikte på å tilveiebringe et arbeids-eller håndteringsredskap av den innledningsvis nevnte art, som ved enkel konstruksjon og god stabilitet gjør det mulig å utføre forskjellige slike arbeidsredskaper eller håndteringsredskaper ved valgfri sammensetning av elementgrupper. Videre skal en særlig hurtig arbeidsmåte muliggjøres i tårn-området.

Ifølge oppfinnelsen oppnås dette formål for hovedaksene ved at tårnet er utført med en over en basisanordning bevegelig fotplate og en på denne oppadragende bærer, på hvilken andre, særlig over- og underarmlignende momentarmer er opplagret frittbærende på hverandre som adskilte element grupper, idet den underarmlignende momentarm er utstyrt med en svingbarhet på 360°. Med dette blir den underarmlignende momentarm gjennomsvingbar også nedentil, og den kan også beveges over en større vinkel enn 360°.

Likeledes tilveiebringes et redskap som lett kan sam-mensettes på flerfoldige måter ut fra elementgruppene som kan være utformet i forskjellige størrelser.

Fremfor alt tilveiebringes også enkle elementgrupper som tillater en mangfoldig anvendelse.

En særlig fordelaktig utføringsform med henblikk på formstivhet såvel som på utskiftbarheten av elementgrupper og de frittbærende lagringer, ligger i den omstendig-het at alle elementgrupper i tårn, overarmlignende momentarm og underarmlignende momentarm er utformet som hullegeme med bærende ytterskall i lettvektskonstruksjon og ved hjelp av kabelring-kulelager méd stor diameter er opplagret frittbærende på hverandre. Derved får man en meget god forbin-delsesstivhet i lett utførelse under den forutsetning at drivmidler er anordnet innvendig.

Disse hullegemer har fordelaktig enkle geometriske former som ved sammensveising, liming, skruing eller nag-ling kan fremstilles av plater, men det foretrekkes imidlertid at disse hullegemer er utført av fiberarmert plast. Det er her påtenkt at hullegemene i det minste i området ved lagerstedene har forholdsvis store, plane sideflater på hvilke kabelring-kulelagere forholdsvis lett lar seg mon-tere. Derved kan fordelaktig innsettes kabelring-kulelagere med en diameter som tilsvarer ca. 2/5 av avstanden fra lager-midtpunktet til arbeidsstykket henholdsvis verktøy-holderen ved maksimal rekkevidde, hvilke kulelagere samti-dig kan danne virksomme drivmidler.

Kabelring-kulelagerene forener lagerfunksjonen og inn-ledningen av dreiemomentet for utførelse av dreiebevegelsen. Herunder er hensiktsmessig påtenkt at en driftsanord-ning er ført fra bæreren til den overarmlignende momentarm og i denne til den underarmlignende momentarms dreieakse.

Senere kan nemlig håndaksedri ften med særlig fordel innebygges i den som hullegeme utførte, underarmlignende momentarm. Herunder utføres en akse som et i aksialretnin gen opplagret rør som i den utadførte ende bærer leddhodet med én eller to ytterligere drieakser som likele-

des står i forbindelse med innvendige drivanordninger. Derved oppnås en spesielt for håndtering men også med andre redskapsmodeller på mange måter anvendbar elementgruppe

som tillater økonomisk fremstillbare redskaper med be-stemt tilpasning.

Med hensyn til ovennevnte rør i den underarmlignende momentarm er der i- henhold til en hensiktsmessig utførings-form inne i dette rør anordnet ytterligere sentrale over-føringsstenger hvorav i det minste én i form av et rør er forsynt med separate drivmotorer, hvilket muliggjør: en innstilling av arbeidsinnretningen om flere akser. Dette er et eksem-pel på hvorledes et hullegeme kan utnyttes fordelaktig. I denne sammenheng foretrekkes at den underarmlignende momentarm med hensyn til dens opplagring på den overarmlignende momentarm utføres som toarmet momentarm og at drivmotorene anordnes som motvekter. Derved får man automatisk en vektutligning som sørger for en forholdsvis lett bevegelighet.

I en fordelaktig utføringsform er tårnet utført med

et L-formet tverrsnitt og den overarmlignende og underarmlignende momentarm er sideveis forbundet med den oppadragende tårndel (bærer) på en slik måte at den underarmlignende momentarms midtakse faller sammen med den vertikale midtakse til en fotplate på tårnet henholdsvis skjærer denne.

Med hensyn til den angitte svingbarhet så er den underarmlignende momentarm også svingbar over hodet, slik at den kan dekke et område som også bestemmes av den overarmlignende momentarms svingbarhet og som hensiktsmessig omfatter alle områder i et arbeidsrom. Denne utførings-form er meget kompakt.

Det foretrekkes at tårnet er opplagret på og på kjent måte dreibar om en svingkrans som har den vertikale midtakse som dreieakse.

Ifølge en annen fordelaktig utføringsform er tårnet anordnet sidebevegelig på en lineær føring. Bortsett fra føringsorganene kan herved benyttes samme drivorganer for drift av tårnet i lineær retning, dvs. i en rettlinjet retning. Dette understreker den mangesidige anvendbarhet av foreliggende elementer. Det foretrekkes å plassere selve den ovennevnte basisanordning på en lineær føring, slik at tårnet eller dreietårnet da på den beskrevne måte anordnes bevegelig på basisanordningen. Ovennevnte svingbarhet ved. den underarmlignende momentarm over hodet gjelder som utforming for alle utføringsformer.

Særlig fordelaktig er det mellom tårnet og den overarmlignende momentarm å plassere en fjær (stål- eller gassfjær) som ved dreining av den overarmlignende momentarm kan spennes fra den akseparallelie anordning og danne en vektutligning. Derved blir det mulig, også nettopp i sammenheng med lettvekts-byggemåten som selvbærende hullegeme som har stor stivhet ved lav vekt, å oppnå en vektutligning ved enkle midler.

Også i sammenheng med kabelring-kulelagere ligger det en fordelaktig utførings form i det at mangfoldige drivmidler såsom tanndrift kan være forsynt med forbanning eller kjeder som fortrinnsvis påvirker inner- eller ytterringen til et kabelring-kulelager. Til dette tjener f.eks. en utvendig eller innvendig fortanning på en av lagerringene. Ved fortrinnsvis å gi lageret en forholdsvis stor diameter kan man så direkte på driftsutgangen få en utveksling i størrelsesorden ca. 1:10. Derved forenkles fordringene til de videre driftstrinn. Den forholdsvis store diameter ut-gjør f.eks. 60 cm ved en rekkevidde av armene på 1,5 m. Anvendelsen av slike kabelring-kulelagere innebærer en ytterligere fordel, ettersom gjennomføringen av hydrauliske og pneumatiske ledninger eller elektriske kabler fra fotplaten inn i den underarmlignende momentarm lettes.

I denne forbindelse skal fremheves den ytterligere fordel ved den frittbærende lagring, at der oppnås et større arbeidsrom for redskapet.

Når forskjellige utføringsformer i det følgende skal beskrives, skal det forståes at det inngår i de ovenfor anførte fordeler at disse forskjellige utføringsformer kan fremstilles ved anvendelse av like elementgrupper. Særlig utgjør den underarmlignende momentarm en selvstendig enhet som også opptar drivmotorene for arbeidsinnretningen med henblikk på deres bevegelse om forskjellige akser.

Oppfinnelsen skal i det følgende ved hjelp av utfø-ringseksempler forklares nærmere i tilknytning til teg-ningen, hvor: Fig. 1 viser et skjematisk oppriss av en håndteringsinnretning,

Fig. 2 viser et sideriss av innretningen vist på fig.

1 sett fra venstre,

Fig. 3 er et grunnriss av innretningen på fig. 1,

Fig. 4 er et skjematisk riss for anskueliggjøring av arbeidsrommet til håndteringsinnretningen ifølge fig. 1

til 3,

Fig. 5 er et grunnriss av en lineært bevegbar håndte-rings innretning , Fig. 6 er et riss lik fig. 5 av en annen utførings-form, Fig. 7 er et sideriss av en underarmlignende momentarm i snitt, Fig. 8 er et riss lik fig. 7 av en avvikende utførelse.

I alle figurer er samme deler betegnet med samme hen-visnings tall .

På fig. 1 til 3 er vist en basisanordning 1 på hvilken der ved hjelp av en dreiekrans eller et kabelring-kulelager 2 er anordnet et dreietårn 3 som består av en fotplate 4 parallell med basisanordningen 1, og en på denne vinkelrett oppadragende bærer 5. Bæreren 5 er i de to utførel-ser ifølge fig. 1 til 3 på forskjellige måter tilknyttet fotplaten 4. Dreietårnet som generelt er betegnet med 3

er ifølge fig. 1 til 3 i et tverrsnitt henholdsvis i risset ifølge fig. 3 utført L-formet, dvs. den oppadragende bærer 5 befinner seg ved en kant på fotplaten 4.

I begge utførelser er der på bæreren anordnet overarmlignende hevarmer 6. Disse er via dreiekranser eller kabelring-kulelager 7 anordnet på den ene side av bæreren 5,

slik at der foreligger en hensiktsmessig frittbærende lagring om en horisontal dreieakse 8.

Ved utføringsformen ifølge fig. 1 til 3, hvor dreietårnet 3 har en L-formet utforming, er der på den fra bæreren 5 bortvendte side av den overarmlignende momentarm 6 på den fritt svingbare ende ved hjelp av et ytterligere kabelring-kulelager 9 dreibart opplagret om aksen 10 en underarmlignende momentarm 11 som ifølge fig. 1 og 2

som refererende til aksen 10 er utført som toarmet momentarm, og fra hvis på fig. 1 høyre ende rager ut et rør 12 på hvilket er anordnet et leddhode 13 som igjen bærer arbeidsinnretningen 14. Den spesielle utforming av den underarmlignende momentarm 11 er også beskrevet i tilknytning til fig. 7 og 8.

Fig. 1 viser hvorledes den underarmlignende momentarm 11, 12 med leddhode 13 og arbeidsinnretning 14, dvs. hensiktsmessig med hånd og griper, nedentil kan utføre en gjennomgående svingebevegelse. Derved kan håndterings-forløp utføres særlig hurtig. I fig. 1 er denne bevegelse vist ved hjelp av dobbeltpilen mellom rompunktene A og B. Forflyttningsveien som kan anta mange baneforløp, innspa-rer den store forflyttningsvei. over redskapets skjærings-punkt. Videre oppnås at håndteringsarbeider i tårnets umiddelbare omgivelser kan gjennomføres, slik at så godt som ingen innskrenkninger foreligger innad i arbeidsrommet, hvilket skal beskrives nærmere i forbindelse med fig. 4 .

Under henvisning til fig. 1 til 3 forefinnes en verti-kal dreieaksel5 for fotplaten 4 og på denne en drivmotor 16 som med en aksel som er ført gjennom fotplaten og et på akselen anordnet drev 17 står i inngrep med en tannkrans 18 på et kabelring-kulelager 2, henholdsvis med en fortanning på dette. Likeledes er der i bæreren 5 anordnet en ytterligere drivmotor 19 som med en utadført aksel 20 og et på denne anordnet drev står i inngrep med en utvendig tannkrans på kabelring-kulelageret 7 for omdreining av den overarmlignende momentarm 6.

I flukt med dreieaksen 8, henholdsvis rned drivaksen som strekker seg i flukt med denne akse, er der i bæreren 5 anordnet en ytterligere drivmotor 21 som er innført i området ved dreieaksen i den overarmlignende momentarm 6 og i denne som hullegeme utførte momentarm driver en transmi-sjon 22 til et drivelement 23 på dreieaksen 10, slik at den underarmlignende momentarm 11 kan dreie om 360°. Her ved oppnås et stort bevegelsesområde ved hjelp av innretningen, ettersom den underarmlignende momentarms 11 omdreining kan overlagres dreiebevegelsen til den overarmlignende momentarm 6.

På denne er der hensiktsmessig på den fritt svingbare ende anordnet et mothold 24 for en fjær (stål- eller gassfjær) 25 som på sin annen side virker på et mothold 26 på øvre ende av bæreren 5. Således får man gjennom på den ene side motholdet og på den annen side den overarmlignende momentarms 6 dreieakse 8 en slags dødpunktsinnret-ning, idet fjæren 25 ved utsving fra den aksialt fluktende stilling spennes på en slik måte at tiltagende utsving medfører tiltagende kraft som gir vektutligning.

Innretningen ifølge fig. 1 til 3 kan dekke et kuleformet arbeidsrom tilsvarende en omrisslinje 55 som antydet i fig. 4. Når den overarmlignende momentarm 6 og den underarmlignende momentarm 11 befinner seg i utstrukket stilling, kan arbeidsinnretningen beveges langs et kuleformet rom med omrisslinje 55, når momentarmen 6 dreies om dreieaksen 8 og tårnet 3 også om dreieaksen 15. Et sideveis utsving av den underarmlignende momentarm 11 om dreieaksen 10 fører til en bevegelsesmulighet inn til kon-turen 27, idet også mellomstillingene kan nåes ved motsatt bevegelse.

På fig. 5 er et tårn 3' ifølge fig. 1 anordnet på en lineærføring 35 med tilsvarende inngrepsskinner, idet der f.eks. mellom skinnene 36, 37 er anordnet en tannstang-drivskinne 38. Denne står i inngrep med drivmotorens 16 drev, slik at praktisk talt samme elementgrupper kan anvendes, idet bare lager- og føringsanordningen på fotplaten 4 må endres.

På fig. 6 er vist en tilsvarende lineærføring 35, hvor imidlertid tårnet 3, forsåvidt den også er vist med kransen eller kabelring-kulelageret 2 i fig. 1, er anordnet på en føringsplate 39 som kan beveges frem og tilbake på lineærføringen 35. Ved tårnets 3 dreibarhet åpnes derved et ytterligere arbeidsområde, slik det fremgår av fig. 9.

En spesiell elementgruppe i de beskrevne utføringsfor-mer er den underarmlignende momentarm 11. Denne er ifølge fig. 7 og 8 utført som glattvegget hullegeme med en ut-videlse i området ved aksen 10, som opptar kabelring-kulelageret 9. Det fremgår at der innvendig i hullegemet 40 er anordnet et lager 41 og på den utkragende ende 42 et ytterligere lager 43 i hvilket røret 12-med leddhodet 13 og arbeidsinnretningen 14 er dreibart opplagret. På dette rør er der innvendig i momentarmen 11 anordnet

en tannkrans 44 som står i inngrep med en motordrivenhet 45 henholdsvis et drev 46 på dens drivaksel. Innvendig i røret 12 er der på ikke vist måte opplagret et ytterligere rør 47 på hvilket er anordnet en drivinnretning for leddhodet 13 for dets omdreining om en akse 48 vinkelrett på rørets 11 lengdeakse. Dette rør drives av en drivmotor 51 på den fra enden 42 bortvendte av den underarmlignende momentarm 11 via et tannhjul 49 og et drev 50. Dette rør 47 er f.eks. videreført fra en drivaksel 52 som via en overføring 53 drives av en drivmotor 54 i samme ende som drivmotoren 51, og som beveger en ytterligere gelenkhode-akse 55 som står vinkelrett på aksen 48. Derved oppnås at arbeidsinnretningen 14 kan dreies i opptil 3 håndakser. Dersom bare to håndakser er nødvendig kan den tredje dreieakse,'som drives av drivmotoren 51, f.eks. styre arbeids-innretningens 14 åpne- og lukkebevegelser. Ved utførings-formen ifølge fig. 8 bortfaller overføringen 53. Den rom- • lige anbringelse særlig av drivmotorene 51 og 54 i fig. 7 og drivmotorene 45, 51, 54 i fig. 12 danner en vektutligning om aksen 10.

Claims (10)

1. Automatisk arbeidsredskap med en styrbar gripe-eller holdeinnretning, i det følgende benevnt håndteringsinnretning, et tårn på hvilket der om en basisparallell, særlig horisontal akse er svingbart opplagret en overarmlignende momentarm til hvis ende der om en med denne parallell akse er svingbart forbundet en underarmlignende momentarm på hvilken arbeidsinnretningen er dreibart og innstillbart opplagret om sin lengdeakse, karakterisert ved al; tårnet (3, 3') er utført med en over en basisanordning (1, 35) bevegelig fotplate (4) og en på denne oppadragende bærer (5), på hvilken andre, særlig over- og underarmlignende momentarmer (6, 11) er opplagret frittbærende på hverandre som adskilte elementgrupper, idet den underarmlignende momentarm er utstyrt med en svingbarhet på 360°.

2. Arbeidsredskap ifølge krav 1, med hovedaksel langs hvilket arbeidsstykke eller verktøy kan beveges innenfor et arbeidsrom, og med håndakser for endring av ar-beidsstykkets eller verktøyets romlige orientering, karakterisert ved at håndakse-drivorganer (45, 51, 54) er innbygget i den som hullegeme utførte underarmlignende momentarm (11) og at en akse i området ved håndaksen er utført som et i aksialretningen opplagret rør (12) som i sin frie ende bærer et leddhode (13) med minst én ytterligere dreieakse (47, 52), som likeledes står i forbindelse med indre drivorganer (51, 54) .

3. Arbeidsredskap ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at alle elementgrupper bestående av tårn (3), overarmlignende momentarm (6) og underarmlignende momentarm (11) er utført som hullegemer med bærende ytterskall i lettvektkonstruksjon og ved hjelp av kabelring-kulelager (2, 7, 9) med stor diameter er opplagret frittbærende på hverandre.

4. Arbeidsredskap ifølge krav 2 eller 3, k a r a k - ter.i sert ved at hullegemet danner enkle geometriske former som består av plater eller fiberarmert plast og i det minste i området ved lagerstedene har forholdsvis store, plane sideflater, og at kabelring-kulelagrene (2, 7, 9) har en diameter som tilsvarer ca.

2/5 av avstanden fra lager-midtpunktet til arbeidsstykket henholdsvis verktøyholderen ved maksimal rekkevidde .

5. Arbeidsredskap ifølge et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at en drivinnretning er ført fra bæreren (5) til overarmlignende momentarm (6) og i denne til den underarmlignende momentarms (11) dreieakse (10), hvilken drivinnretning omfatter drivorganer (45, 51, 54) for håndaksene, og at der innvendig i røret (12) er anordnet ytterligere sentrale over-føringsstenger (47, 52), hvorav i det minste én er ut-ført som rør (47), med separate drivmotorer (51, 54) innvendig i den underarmlignende momentarm (11), hvilke overføringsstenger muliggjør innstilling av arbeidsinnretningen (14) om flere akser.

6. Arbeidsredskap ifølge et av kravene 1 til 5, karakterisert ved at den underarmlignende momentarm (11) ved sin opplagring i den overarmlignende momentarm (6) er utført som toarmet momentarm og at drivmotorene (51, 54) er anordnet som motvekter.

7. Arbeidsredskap ifølge et av kravene 1 til 6, karakterisert ved at tårnet (3) har L-for-me^ tverrsnitt og at den overarmlignende og underarmlignende momentarm (6, 11) er sideveis forbundet med den oppadragende tårndel (bærer 5) på en slik måte at den underarmlignende momentarms (11) midtakse faller sammen med. den vertikale midtakse (15) til en fotplate (4) på tårnet, henholdsvis skjærer denne.

8. Arbeidsredskap ifølge et av kravene 1 til 7, karakterisert ved at den underarmlignende momentarm (11) kan svinge over hodet.

9. Arbeidsredskap ifølge et av kravene 1 til 8, karakterisert ved at der mellom tårnet (3.) og den overarmlignende momentarm (6) er anordnet en fjær (stål- eller gassfjær) (25, 28) som ved dreining av den overarmlignende momentarm kan spennes fra den akseparallelle anordning og danne en vektutligning.

10. Arbeidsredskap ifølge et av kravene 1 til 9, karakterisert ved at der som drivorganer anvendes tanndrift med fortanning eller kjeder som påvirker inner- eller ytterringen til et kablering-kulelager.