PL222432B1 - Manipulator jednoosiowy - Google Patents

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 222432 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 405853 ^{(51) Int.Cl.}

B25J 1/04 (2006.01) B25J 5/02 (2006.01) B25J 9/02 (2006.01) ⁽²²⁾ D^{ata z}g^{łoszenia: 30}·¹⁰·²⁰¹³ B65G 61/00 (2006.01) (54)

Manipulator jednoosiowy

	(73) Uprawniony z patentu: PRZEMYSŁOWY INSTYTUT AUTOMATYKI I POMIARÓW PIAP, Warszawa, PL
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 11.05.2015 BUP 10/15	(72) Twórca(y) wynalazku:
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:	IGNACY BOJANEK, Piastów, PL DAMIAN BULIŃSKI, Wilcza Góra, PL DARIUSZ GRABOWSKI, Legionowo, PL ROBERT MATEJEK, Warszawa, PL
29.07.2016 WUP 07/16	(74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Witold Biskup

PL 222 432 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest manipulator jednoosiowy przeznaczony do współpracy z robotem przy kompleksowej automatyzacji i robotyzacji procesów paletyzacji.

Manipulator służy do dokładnego ustawienia europalety po położeniu jej przez robota na transporterze i następnie do indywidualnego pozycjonowania każdej kolejnej tacki, na które robot paletyzacyjny ustawia produkty, tworząc wielowarstwowy stos. Reasumując, manipulator według wynalazku służy do utrzymania wymaganych wymiarów i pionowości stosu.

Z polskiego opisu patentowego nr PL 164 455 B1 znany jest chwytak urządzenia manipulacyjnego posiadający korpus, wewnątrz którego osadzone są suwliwie dwie równolegle do siebie szczęki. Szczęki napędzane są od siłownika, którego tłoczysko zaopatrzone jest w podwójną zębatkę współpracującą z dwoma segmentami zębatymi. Z kolei segment zębaty zazębia się z listwą zębatą zamocowaną do podstawy szczęki. W wyniku przesuwania toczyska następuje jednoczesny obrót obu segmentów, a razem z nimi synchronicznie przesuwają się obie szczęki.

Podobne rozwiązanie jest znane z publikacji KR20130042247.

Względy ekonomiczne transportu wymagają tworzenia wysokich stosów, tak by w pełni wykorzystać możliwości środków transportu i pojemności magazynów, szczególnie ich wysokości. Jednak nieuniknione tolerancje wysokości poszczególnych egzemplarzy paletyzowanych produktów, nierówności drewnianej palety i tekturowych tacek, na których są ustawiane warstwy produktów, jak też procesy nierównomiernego zgniatania opakowań - pod naciskiem kolejno kładzionych warstw - mogą prowadzić do odchylania się stosu od pionu, co zagraża jego stabilności. Ponadto, jeżeli usytuowanie kolejnych tacek na płaszczyźnie x, y nie będzie powtarzalne w każdej warstwie lub/i wystąpią skręcenia kątowe tacek, to może nastąpić przekroczenie tolerancji wymiarów ładunku po owinięciu folią na dalszym stanowisku.

Przewidywane korzyści zastosowania manipulatora to zapewnienie stałej, wysokiej wydajności procesu zrobotyzowanej paletyzacji, przez zabezpieczenie niezakłóconego procesu paletyzacji, wyeliminowanie możliwości upadku stosu oraz zagwarantowanie nie przekraczania gabarytów spaletyzowanych zestawów produktów. Spełnienie tych wszystkich zadań wymaga skonstruowania manipulatora o szczególnej konstrukcji i funkcjonalności przystosowanego do współpracy z robotem i przenośnikiem liniowym.

Celem wynalazku jest opracowanie manipulatora zdolnego stabilizować budowany stos przez bardzo dokładne pozycjonowanie wszystkich kolejnych warstw w płaszczyźnie X - Y, najpierw palety, jako podstawy stosu, a następnie kolejnych tacek, na które robot będzie ustawiał produkty.

Obecność manipulatora i jego działanie nie mogą kolidować z działaniem robota, ruchami ramienia robota wyposażonego w odpowiedni uniwersalny chwytak i z przenoszonymi przez robot materiałami, a więc kładzioną paletą, kładzionymi tackami i ustawianymi na tackach produktami, zgodnie z programowo zadawanymi (a więc zmienianymi) schematami paletyzacji. Dalszym wymaganiem jest precyzyjne, programowe pozycjonowanie w osi Z urządzeń manipulatora na kolejnych piętrach paletyzacji.

Manipulator jednoosiowy do stosowania w systemach zrobotyzowanej paletyzacji instalowany przy transporterze rolkowym posiadający dwie karetki jezdne o ruchu pionowym przesuwające się po belkach wyposażonych w prowadnice, przy czym obie karetki są napędzane wspólnym paskiem zębatym przez silnik prądu zmiennego z encoderem i hamulcem, znamienny tym, że na każdej z dwóch karetek ma zainstalowane dwa zespoły docisków poruszanych silnikami pneumatycznymi, w ten sposób, że dwa dociski czołowe mają kierunek działania poprzeczny do osi transporter i przy pozycjonowaniu palety współbieżnie dociskają paletę do bazy, którą stanowi nieruchoma pionowa płyta, będąca elementem transportera, a pozostałe dwa dociski boczne ściskają paletę przeciwbieżnie wzdłuż osi transportera.

Konstrukcja manipulatora według wynalazku skutecznie eliminuje możliwości pochyleń stosu, wyklucia kosztowne awarie linii paletyzacji w wyniku upadku całego stosu, czy też jego górnej części, zapewnia zachowanie wymaganych poprzecznych wymiarów stosu.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia manipulator w rzucie izometrycznym, a fig. 2 jeden z dwóch zespołów docisków zamocowanych na karetce, również w rzucie izometrycznym.

Na fig. 1, poza manipulatorem przedstawiono także jego otoczenie, a więc: przenośnik rolkowy A, standardową europaletę B, tackę tekturową z burtami C i obrys pełnego stosu D. Części nieruchome manipulatora obejmują konstrukcję wsporczą złożoną ze wspólnej płyty podstawy 1, oraz dwóch idenPL 222 432 B1 tycznych zespołów prowadnic, przy czym każdy z zespołów składa się z podstawy prowadnicy 2, belki pionowej 3, prowadnicy 4 oraz wspornika przedniego 5 i pary wsporników bocznych 6. Do elementów nieruchomych należy także listwa oporowa, znajdująca się z tyłu, za paletą, na wysokości palety. Do listwy oporowej paleta jest dociskana przez manipulator. Części ruchome manipulatora to dwie karetki 7, z zespołami docisków oraz układ napędowy. Każda z karetek 7 jest poruszana po swojej prowadnicy 4 za pomocą pionowej śruby trapezowej 8. Obie śruby 8 są równocześnie obracane przez wspólny pasek zębaty 9, przewijany przez dwie rolki zębate zamocowane na dolnych końcach śrub trapezowych 8 i przez dwie rolki kierujące 10 umieszczone przy podstawie silnika. W podstawie silnika 11 znajduje się koło pasowe zębate napędzające pasek zębaty 9, poruszane przez silnik prądu, zmiennego 12 z encoderem i hamulcem. Na karetkach 7 są symetrycznie zamocowane dwa zespoły sterowanych docisków pneumatycznych. Budowa zacisków jest bliżej pokazana na fig. 2, na przykładzie lewego zespołu zacisków. Każdy z dwóch docisków czołowych 13 mających kształt suwaków, etosowa, w kierunku prostopadłym do osi przenośnika, najpierw paletę (do listwy oporowej), a następnie kolejne tacki do zadanej pozycji, za pomocą siłownika liniowego 14. Oba dociski boczne 15 mające kształt obrotowych ramion uruchamiane siłownikami obrotowymi 16 wspólnie ustawiają paletę w wyznaczonej pozycji, a w następnych fazach pracy ustawiają każdą z tac, w żądanej pozycji na kierunku zgodnym z osą przenośnika.

Manipulator według wynalazku działa w następujący sposób. Manipulator jest zainstalowany przy przenośniku rolkowym A, w przestrzeni działania robota paletyzacyjnego. Przed rozpoczęciem cyklu paletyzacji karetki 7 są opuszczone do najniższej pozycji, dociski czołowe 13 są najdalej odsunięte, zaś dociski boczne 15 są otwarte. W pierwszej fazie cyklu paletyzacji robot kładzie na przenośniku A standardową paletę drewnianą B. Manipulator najpierw swoimi dociskami czołowymi 13 pozycjonuje paletę poprzecznie w stosunku do osi przenośnika, dociskając ją do niskiej listwy oporowej. Następnie manipulator zwalnia dociski czołowe 13 i pozycjonuje paletę wzdłużnie aktywizując oba dociski boczne 15, zadając w ten sposób pozycję palety wzdłuż osi przenośnika. Następnie manipulator wycofuje dociski i podnosi karetki do wysokości pozycjonowania pierwszej tacki. W drugiej fazie pracy robot kładzie na paletę B tackę tekturową C, w ten sposób, że wystaje ona do przodu, w stosunku do pozycji zadanej. Następnie manipulator pozycjonuje tackę swoimi dociskami, najpierw programowo zadawanymi dociskami czołowymi 13, a następnie dociskami bocznymi 15, do pozycji zadanej. Od tego momentu robot podejmuje ustawianie produktów na tacce, zgodnie ze schematem paletyzacji danego wyrobu. Manipulator po zakończeniu paletyzacji każdego poziomu wycofuje dociski 13 i 15 oraz podnosi karetki 7 o zaprogramowaną wysokość warstwy, równą wysokości produktu powiększoną o grubość tacki tekturowej. Napędzanie obu karetek 7 tym samym paskiem zębatym 9 zapewnia ich synchroniczne przesuwanie po prowadnicach 4, a zastosowanie silnika prądu przemiennego 12 z encoderem i hamulcem zapewnia szybkie i precyzyjne wykonywanie operacji. Dla każdej następnej warstwy produktów robot i manipulator powtarzają czynności opisane powyżej dla pierwszej warstwy. Po spaletyzowaniu zadanej liczby warstw manipulator powraca do stanu początkowego a przenośnik taśmowy posiadający precyzyjną regulację prędkości przesuwa paletę z ładunkiem na stanowisko foliowana.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Manipulator jednoosiowy do stosowania w systemach zrobotyzowanej paletyzacji, instalowany przy transporterze rolkowym posiadający dwie karetki jezdne o ruchu pionowym przesuwające się po belkach wyposażonych w prowadnice, przy czym obie karetki są napędzane wspólnym paskiem zębatym przez silnik prądu zmiennego z encoderem i hamulcem, znamienny tym, że na każdej z dwóch karetek (7) ma zainstalowane dwa zespoły docisków, a mianowicie docisków czołowych (13) w kształcie suwaków oraz docisków bocznych (15) w kształcie obrotowych ramion, poruszanych silnikami pneumatycznymi (14, 16), w ten sposób, że dwa dociski czołowe (13) mają kierunek działania poprzeczny do osi transportera (A) i przy pozycjonowaniu palety (B) współbieżnie dociskają paletę do bazy, którą stanowi nieruchoma pionowa płyta, będąca elementem transportera, a pozostałe dwa dociski boczne (15) ściskają paletę (B) przeciwbieżnie wzdłuż osi transportera (A).