PL159471B1 - Manipulator robota przemyslowego PL - Google Patents

Abstract

ruchoma podstawe z ulozyskowana w niej plyta obro- towa, na której wahliwie wzgledem plyty zamocowana jest pionowa kolum na, zas do kolumny, równiez wahli- wie wzgledem niej, zam ocowane jest poziome ramie zakonczone glowica sluzaca do mocowania narzedzi, a obrót plyty zrealizowany jest za pom oca hydraulicznego serwonapedu liniowego usytuowanego w podstawie, zna­ mienny tym, ze zarów no kolum na (3) jak tez ramie (4) oraz glowica (5) m aja odrebne zespoly napedowe w postaci hydraulicznych serwonapedów, a kolumna (3) i ramie (4) m aja takze odrebne mechanizmy sprezynowe dla zapobiegania ich oprdrniu w przypadku ustania za si- l a n i a przy czym silowniki liniowe (8) i (9) serwonapedów przymocowane sa jednym i koncami d o plyty obrotowej (2) a drugimi odpow iednio do kolum ny (3) i ramienia (4) w poblizu ich wahliwego polaczenia, natom iast mechanizm sprezynowy kolumny (3) zawiera dwie sprezyny nacia- gowe (14) usytuowane po obu jej bokach zamocowane jednymi koncami do plyty obrotowej (2), a drugimi do kolumny (3), zas mechanizm sprezynowy ramienia (4) sklada sie ze sprezyny naciagowej (10) zamocowanej jed- nym koncem do ramienia (4) w poblizu glowicy (5), a drugim - do wahliwego segmentu (12) usytuowanego na drugim koncu ramienia (4), który polaczony jest za pos- rednictwem ciegna (13) z plyta obrotowa (2), przy czym glowica (5) zawiera dwa silowniki wahliwe (20) i (21), z których jeden zamocowany jest prostopadle do konca ram ienia(4), zas drugi-prostopadle d o osi pierwszego . . . Fig. 1 ( 4 5 ) PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest manipplatiΓ robota przemysłowego sterowanego automatycznie w sposób ciągły.

Znane manipulatory składają się z nieruchomej podstawy, na której zamocowana jest obrotowa ołyta, a na niej pionowa kolumna. Do kolumny zamocowane jest poziome ramię, zakończone głowicą umooiiwiającą mocowanie narzędzia, np. pistoletu natryskowego lub chwytaka. Napędy ruchomych członów mannpulatora zwłaszcza głowicy usytuowane są możliwie najbliżej podstawy, a przekazywanie ruchu odbywa się poprzez cięgna, łączniki i przekładnie. Elementy napędów są rozdzielone, a serwozawory umiejscawiane w podstawie lub poza nią. Kontrola wzajemnych przemieszczeń członów manipulatora zraalioiwnnn jest za pomocą odpoi^wi^t^r^j.ch mierników mocowanych poprzez przekładnie w różnych miejscach konstrukcji, najczęściej w pobliżu wzajemnego połączenia członów. Utrzymywarn.e ruchomych członów manίpulatorn w określnnym stałym położeniu po zaniku zasilania odbywa się za pomocą samohnmoanyci przekładni redukcyjnych lut odpowiednio silnych hamulców do zespołów napędowych. Przewody hydrauliczne znajdują się na zernątrz urządzenia, zaś w innych znanych rozwiązaniach stosowane są obrotowe złącza hydrauliczne.

Frzykłady takiej konstrukcji stanowią następujące roboty: robot hydrauliczny Instytutu Mechani ki Precyzyjnej - RlióP-IDOO, robot o napadzie mieszanym z C3K0 Pruszków - FR0-30 oraz robot elektryczny szwedzkiej f-rny A3EA oznaczony symbolem IR3 i oparte na nim roboty powstałe w PIAP.

159 471

Mechanizmy przeniesienia napędu w postaci cięgien i przekładni pokazane są także w rozwiązaniach USA, nr patentu 3 739 923 i 4 283 165. Programowanie takich manipulatorów polega na szczegótowym opisaniu trajektorii ruchu głowicy, przetworzeniu Jej na współrzędne matematyczne, a następnie napisaniu programu we ^^aś^cwym dla jednostki sterowania języku programowanna. .ladą znanych maiUpulatorów jest duże skomplikowanie i rozbudowanie ich konstrukcji wskutek konieczności stosowania dużej ilości cięgien, łączników, przekładni dla przekazywania napędu, a także mechanizmów dla utrzymywania członów robota w pozycji zakończenia pracy. Duża liczba przewodów hydraulicznych, elektrycznych i cięgien oraz sposób ich poprowadzenia do silników, serwozaworów, mierników położenia stwarza niebezpieczeńsOwł uszkodzenia instalacji, zaś stosowanie złącz obrotowych wymaga kosztownych, trudnodostępnych uszczelnień ruchu obrotowego. Pracochłonne i kosztowne jest też programowanie ruchu głowicy robota, a zwłaszcza wtedy gdy wielkość produkcji zmusza do częstego jej przeprograπowywonia.

Poyższych wad pozbawiony jest maalpulator według wynalazku, którego istota polega na tym, że poszczególne ruchome jego człony mają odrębne zespoły napędowe, zaś kolumna i ramię mają mechanizmy sprężynowe odciążające zespoły napędowe od konieczności utrzjmy^^n^a tych członów w określonych pozycjach zakończenia pracy lub jej przerwania wskutek braku zasilania. Istotna jest budowa zespołów napędowych, które mają postać hydraulicznych serwonapędów liniowych lub wahliwych, zawierających serwozawory oraz jako mierniki położenia - cyfrowe przetworniki położenia kątowego tzw. enkodery. Siłowniki liniowe kolumny i ramienia jednymi końcami przymocowane są do płyty obrotowej , zaś drugimi do kolumny i ramienia w pobliżu ich wahliwego połączenia. Mechanizm sprężynowy kolumny zawiera dwie sprężyny naciągowe, usytuowane po obu przeciwnych bokach kolumny i przymocowane jednymi końcami do płyty obrotowej, a drugimi do kolumny. Mechanizm sprężynowy ramienia składa się ze sprężyny naciągowej zamocowanej jednym końcem do ramenia w pobliżu głowicy, a drugim - do wahli-wego segmentu usytuowanego na drugim końcu ramienia, przy czym ten segment jest połączony cięgnem z płytą obrotową. Głowica składa się z dwóch serwonapędów wahliwych, z których jeden zamocowany jest prostopadle do końca ramienia, a drugi - prostopadle do pierwszego. W osi płyty obrotowej zamocowany jest kolektor, w którym wykonane są wewiętrzne kanały dla poprowadzenia przewodów hydraulicznych wewiątrz kolumny i ramienia do siiowników głowicy. Każdy serwonapęd ma dwupołożeniowy zawói- sterowany czynnikiem zasila^cym. Przy braku zasilania tłoczek zaworu zajmuje położenie, w którym przestrzenie po obu stronach tłoka siłownika zostają ze sobą połączone.

Usytuowanie napędów lokalnych stopni swobody na końcu łańcucha kinematycznego maiu.pulatora według wynalazku upraszcza znacznie jego konstrukcję i zmńe^.jsza jej gabaryty, gdyż eliminuje stosowane dotychczas elementy przeniesienia napędu lub redukcji obrotów, a przy tym napędy te mają postać zintegrowanych serwojednostek zawierających siłownik, serwozawór oraz miernik położenia, co zmnąejsza okablowanie robota. Zaprojektowany układ sprężyn nacisgowych, który odciąża ramię oraz Kolumnę manąpulatora zapewnia równomierne obciążenie ich napędów poprawiając zdecydowanie iarametry dynamiczne robota a także zapobiega opadaniu ich w przypadku celowego lub awaryjnego odłączenia zasilania. 3ardziej funkcjonalne stało się poprowadzenie przewodów hydraulicznych dzięki uposażeniu płyty obrotowej w kolektor, zaś wyposażenie 3e-oinapt ów w zawory łączące określone przestrzenie sitowni ków urmożliwia bardzo proste i łatwe łrigΓaiiwaric ruchów robcta- Programowanie sprowadza oi? do ręcznego poprowadzenia przez operatora głowicę robota z zamocowanym np. pis coltem ąatrysiowym po zarysie obrabianego przedmiotu, a enkodery znajdujące się w serwojednostkach rejestrują tę trajektorię i umożliwią jej poOtrzalne, dokładne odtwarzanie w automatycznym cyklu.

Przedmiot wynalazku pokazano w przykładzie wykonania na rysunku, w którym fig. 1 przedstawia .·;linąpplatir w widoku z boku, fig. 2 - widok ramienia poziomego, fig. 3 - widok kolumny, fig. b - półwidok płyty oo]'oto^^^₁j, fig. 5 widok głowicy z przodu, zaś fig. 6 - fragment schematu instalacji hydraulicznej.

u

159 471

Manipulator składa się z podstawy 1, płyty obrotowej 2, kolumny 3, ramienia poziomego 4 oraz głowicy 5. Obrót kolumny 3 wokół osi pionowej wymuszany Jest serwonapędem liniowym 6, usytuowanym w pw^^1:aw.e 1, poprzez łącznik 7, natomiast pochylenie kolumny 3 1 ramienia 4 serwonap^dami lnniołymi 819. Ramię poziome 4 zawiera sprężynę naciągową 10 zamocowaną do ułożyskowanego obrotowo w osi 11 segmentu 12, a z kolei segment 12 za pomocą cięgna 13 jest przymocowany do płyty obrotowej 2. Po obu stronach kolumny 3 zamocowane są sprężyny 14, przytwierdzone Jednymi końcami do wspoin-Uka 15 płyty obrotowej 2. W płycie obrotowej 2, osadzonej w podstawie 1 poprzez łożyska 16 1 17, usytuowany Jes-t kolektor 18, w którym wykonane są otwory 19 na poprowadzenie przewodów hydraulicznych.

Głowica 5 składa się z dwóch siłowników z tłokiem wahlOoym 20 i 21. Siłownik 20 zamocowany Jest na końcu ramienia 4, natomiast siłownik 21 przytwierdzony Jes-t do osi siłownika 20 poprzez sprzęg 22. Wystająca część 23 osi siłownika 21 służy do zamocowania potrzebnego narzędzia bądź chwtaka. Pomiaru położenia dokonują mierniki 24 zamocowane w osiach sliownikóo 20 i 21. Instalacja hydrauliczna każdego stopnia ruchliwości zawiera także wzmecrn.acz elektrohy&rau.iczny 25 oraz zawór cieniowy 26. P«iainLe oleju kanałem 27 powoduje przes-terowanie tłoczka w zaworze 26 1 oddzielenie przestrzeni roboczych 28 siłownika. Przy braku ciśnienia w kanale 27 przestrzenie robocze 28 siłownika zostają połączone poprzez zawór 26, tak że wymuszony zewnętrzny ruch głowicy 5 przez operatora piw<iiuji przetłaczanie oleju pomiędzy przestrzeniami roboczymi, a różnica objętości oleju zostaje kompensowana kanałem 29 z cylindra wyrównawczego 30.

159 471

Fg 3

159 471

Fig 1

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Manipulator robota przemysłowego zawierający nieruchomą podstawę z ułożyskowaną w niej płytą obrotową, na której wahliwie «ględem płyty zamocowana Jest pionowa kolumna, zaś do kolumny również waldiwie względem niej, zamocowane Jest poziome ramię zakończone głowicą służącą do mocowaida narzędzi, a obrót płyty zreaizoowany Jest za pomocą hydraulicznego serwonapędu linowego usytuowanego w podstawie, znamienny tyra, że zarówno kolumna /3/ Jak też ramię /4/ oraz głowica /5/ mają odrębne zespoły napędowe w postaci hydraulicznych serwonapędów, a kolumna /3/ i ramię /4/ mają także odrębne mechanizmy sprężynowe dla zapobiegania ich opadaniu w przypadku ustania zasilania, przy czym siłowniki liniowe /8 i 9/ serwonapędów przymocowane są Jednymi końcami do płyty obrotowej /2/ a drugimi odpowOedmii do kolumny /3/ i ramienia /4/ w pobliżu ich wałowego połączerna, natomiast mechanizm sprężynowy kolumny /3/ zawiera dwie sprężyny naciągowe /14/ usytuowane po obu Jej bokach zamocowane jednymi końcami do płyty obrotowej /2/, a drugimi do kolumny /3/, zaś mechanizm sprężynowy ramienia /4/ składa się ze sprężyny naciągowej /10/ zamocowonej jednym końcem do ramienia /4/ w pobliżu głowicy /5/, a drugim - do wahliaegi segmentu /12/ usytuowanego na drugim końcu ramienia /4/, który połączony jest za pośrednlc'a*em cięgna /13/ z płytą obrotową /2/, przy czym głowica /5/ zawiera dwa siłowniki wahliwe /20 i 211, z których jeden zamocowany Jest prostopadle do końca ramienia /4/ a drugi - prostopadle do osi pierwszego siłownika, zaś w osi płyty obrotowej /2/ zamocowany jest kolektor /18/, w którym wykonane są wewiętrzne kanały /19/ dla poprowadzenia przewodów hydrauHcznych aeralntΓZ kolumny /3/ i ramienia /4/ do siłowników głowicy /5/, przy czym każdy siłownik Jest połączony ze źródłem zasilania poprzez dwl^oiożeniowy zawór /26/ sterowany czynnikiem zasilającym, który przy braku zasilania zajmuje położeinLe, w którym łączy ze sobą przestrzenie po obu stronach tłoka.