PL224316B1 - Ręczny manipulator do obrabiarek - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest ręczny manipulator do obrabiarek, służący do podawania i odbierania obrabianych przez obrabiarkę detali.

Nowoczesne sterowane numerycznie centra obróbcze (ang. CNC - Computerized Numerical Control) do obróbki skrawaniem umożliwiają szeroki zakres czynności obróbczych na obrabianym detalu. Dąży się do tego, aby maksymalizować czas pracy maszyny nad obrabianym detalem, a minimalizować wkład pracy człowieka. Jedną z czynności wykonywanych podczas obróbki jest podawanie i odbieranie detali na stanowisko obrabiania. Automatyzacja procesu podawania detalu pozwala nie tylko na zminimalizowanie czasu przestoju, lecz również wyeliminowanie błędów mocowania detali przez człowieka, precyzyjne ustawienie siły mocowania, dokładność ustawienia płaszczyzn i kątów obrabianego detalu, wygodne mocowanie w miejscach trudno dostępnych, powtarzalność mocowania.

Znane są zautomatyzowane manipulatory wielozadaniowe, o skomplikowanej budowie i wysokim stopniu dokładności. Są one przez to drogie w zakupie. Przykładowy manipulator tego typu przedstawiono w opisie amerykańskiego zgłoszenia patentowego nr US20080271302.

Celowym byłoby uproszczenie tych skomplikowanych konstrukcji, tak aby uzyskać ręczny manipulator do obrabiarek o prostej budowie, który jednocześnie zapewni użytkownikowi zalety oferowane przez urządzenia o wyższym poziomie skomplikowania.

Jednym z problemów, jakie napotyka się w pracy manipulatora, to prawidłowe wykrycie detalu po obróbce. W tym celu stosuje się różnego rodzaju czujniki zamontowane w głowicy manipulatora. Zauważono, że wskazania czujników mogą zostać zakłócone poprzez wióry pozostałe po obróbce detalu. Wióry te mogą powodować nierównomierny chwyt, a przez to n ieprecyzyjne przemieszczanie detalu, co w przypadku detali odbieranych po obróbce może doprowadzić do upuszczenia detalu, co może spowodować zniszczenie detalu lub nawet elementów obrabiarki, a niewątpliwie powoduje konieczność wstrzymania pracy maszyny, sprawdzenia ewentualnych uszkodzeń i ponownego uruchomienia. W celu zapewnienia pewnego uchwytu detalu przez manipulator można stosować różnego rodzaju skomplikowane czujniki lub zestawy czujników zamontowane na manipulatorze, które będą pozwalały odróżnić obrabiany detal od wiórów. Przykładowo, manipulator z czujnikami wizyjnymi detalu przedstawiono w amerykańskim opisie patentowym nr US7694583. Celowym byłoby opracowanie takiej konstrukcji manipulatora, która umożliwi skuteczne chwytanie detali nawet przy dużej ilości wiórów pozostałych po obróbce, tak aby nie było konieczności stosowania skomplikowanych czujników w manipulatorze.

Przedmiotem wynalazku jest ręczny manipulator do obrabiarek, zawierający sterowane ramię o wielu stopniach swobody, zakończone obrotową głowicą z chwytakami z ruchomymi szczękami do obejmowania obrabianego w obrabiarce detalu zgodnie ze wskazaniami czujników zamontowanych na szczękach, charakteryzujący się tym, że szczęki chwytaków mają na swych końcach dysze, do których elastycznymi przewodami doprowadzone jest sprężone powietrze.

Korzystnie, każdy chwytak zawiera trzy szczęki ruchome niezależnie w płaszczyźnie głównej chwytaka wzdłuż torów ruchu rozchodzących się promieniowo od centralnej osi chwytaka, przy czym tory ruchu są od siebie rozsunięte kątowo o kąt 120 stopni.

Korzystnie, dysze w każdej ze szczęk są skierowane w kierunku centralnej osi chwytaka.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym:

Fig. 1 przedstawia ogólny widok manipulatora do obrabiarek według wynalazku;

Fig. 2 przedstawia widok w zbliżeniu chwytaków.

Ręczny manipulator do obrabiarek według wynalazku zawiera wieloelementowe ramię 110, którego elementy obracają się wokół złączy 111, 112, 113, 114 o różnych osiach obrotu, co zapewnia szeroki zakres ruchu - z tego też powodu manipulator jest nazwany manipulatorem „ręcznym”, gdyż zakres ruchu jest funkcjonalnie zbliżony do zakresu ruchu ręki operatora. Ramię 110 zakończone jest głowicą 120 z dwoma chwytakami 130, 140. Jeden z chwytaków służy do odbierania detalu ze stanowiska obrabiania, a drugi służy do przenoszenia nowego detalu do obrobienia. Każdy z chwytaków 130, 140 zawiera trzy szczęki 131-133, 141-143 ruchome niezależnie w płaszczyźnie głównej chwytaka wzdłuż torów ruchu rozchodzących się promieniowo od centralnej osi chwytaka, przy czym tory ruchu są od siebie rozsunięte kątowo o kąt 120 stopni. Pozwala to na uchwycenie detali o różnych kształtach. Chwytaki 130, 140 mogą być wyposażone w czujniki, przykładowo indukcyjne czujniki zbliżeniowe, które wykrywają obecność detalu w chwytaku. Na każdej ze szczęk 131-133, 141-143 zamontowane są dysze 135, 136, 137, 145, 146, 147, do których elastycznymi przewodami 138, 148

PL 224 316 B1 doprowadzone jest sprężone powietrze ze zbiornika powietrza lub sprężarki (niepokazanych na rysunku). Dysze są skierowane ku osi centralnej chwytaka. Gdy głowica do odbioru detalu zbliża się do detalu, dysze nadmuchują powietrze w kierunku detalu, co powoduje odmuchanie okolic detalu i zdmuchnięcie otaczających go wiórów. Odmuch powietrzem może być kontynuowany zarówno w trakcie przemieszczania się głowicy nad detalem podczas jej dokładnego ustawiania, jak również w trakcie, gdy szczęki chwytaka nastawiają się na odpowiednią odległość, co pozwala na skuteczne usunięcie większości wiórów. Ponadto, nadmuch może być kontynuowany nawet po uchwyceniu detalu i jego transportowaniu w celu odłożenia, tak aby oczyścić gniazdo detalu w obrabiarce z ewentualnych pozostałości wiórów i przygotować to miejsce dla kolejnego detalu do obróbki. Również głowica transportująca detal do obróbki może prowadzić nadmuch w trakcie umieszczania detalu w gnieździe obróbczym, tak aby usunąć ewentualne pozostałości wiórów po obróbce poprzedniego detalu. Nadmuch sprężonego powietrza przez dysze 135, 136, 137, 145, 146, 147 jest sterowany za pomocą sterownika (niewidocznego na rysunku), który odpowiednio załącza i odłącza nadmuch w zależności od nastawionego programu. Nadmuch sprężonego powietrza może być również sterowany ręcznie, przykładowo za pomocą dedykowanego przycisku, przez operatora manipulatora.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Ręczny manipulator do obrabiarek, zawierający sterowane ramię o wielu stopniach swobody, zakończone obrotową głowicą z chwytakami z ruchomymi szczękami do obejmowania obrabianego w obrabiarce detalu zgodnie ze wskazaniami czujników zamontowanych na szczękach, znamienny tym, że szczęki (131-133; 141-143) chwytaków (130, 140) mają na swych końcach dysze (135, 136, 137; 145, 146, 147), do których elastycznymi przewodami (138, 148) doprowadzone jest sprężone powietrze.
2. 2. Manipulator według zastrz. 1, znamienny tym, że każdy chwytak (130, 140) zawiera trzy szczęki (131-133, 141-143) ruchome niezależnie w płaszczyźnie głównej chwytaka (130, 140) wzdłuż torów ruchu rozchodzących się promieniowo od centralnej osi chwytaka, przy czym tory ruchu są od siebie rozsunięte kątowo o kąt 120 stopni.
3. 3. Manipulator według zastrz. 2, znamienny tym, że dysze (135, 136, 137; 145, 146, 147) w każdej ze szczęk (131-133, 141-143) są skierowane w kierunku centralnej osi chwytaka.