SE437627B - Manipulator for samverkan med en industrirobot - Google Patents

Description

8402122-9 2 därtill ger förbättrade möjligheter för hantering av lång- sträckta arbetsstycken.

Det huvudsakliga kännetecknet på manipulatorn enligt upp- finningen anges i det efterföljande patentkravet l, medan ytterligare kännetecken på vidareutvecklade varianter av den- samma framgår av underkraven.

För uppfinningens förtydligande skall i det följande och under hänvisning till bifogade ritningar beskrivas en utförings- form av uppfinningsföremålet, varvid på ritningarna fig. l är en planvy av en manipulator med tillhörande industrirobot, fig. 2 är en sektion tagen utefter linjen II-II i fig. 1, fig. 3 är en ändvy av manipulatorn och roboten sedda från den övre änden av fig. l, fig. 4 är en partiell sidovy, delvis i sektion, och sedd från linjen IV-IV i fig. 2, fig. 5 är en ¿ sektion sedd från linjen v-v 1 fig. 1, fig. 6 är en aetnigvy, delvis i sektion, av kopplingen mellan vridmotor och fixtur- i bärare med kopplingsdelarna ur ingrepp, och fig. 7 är en mot- svarande detaljvy med kopplingsdelarna i ingrepp med varandra.

I fig. 1 betecknar l generellt en manipulator enligt upp- finningen, som samverkar med en industrirobot 2, vilken är stationärt placerad i förhållande till manipulatorn l genom att dess bas är genom bottenbalkar 5 förbunden med motsvarande bottenbalkar 4 hos manipulatorn l. Industriroboten 2 är av den typ, som har en redskapsbärande arm 2', vilken är svängbar så- väl horisontellt som vertikalt och dessutom rörlig i sin längd- riktning för att föra ett icke visat redskap över ett av mani- pulatorn uppburet och med punktstreckade linjer antytt arbets- stycke 5. Industrirobotens 2 detaljutförande är för uppfinningen ovidkommande, men det bör stå klart, att den på känt sätt är anordnad att arbeta efter ett förutbestämt, till det aktuella arbetsstycket anpassat program, som också innefattar styrning av manipulatorn.

Manipulatorn l omfattar ett huvudstativ 6 och ett sekundär- stativ 7 anbragta vid var sin ände av bottenbalkarna 4 och upp- bärande mellan sig en i stort sett H-formad hållare 8, som är roterbar kring en horisontell huvudaxel representerad av axel- tappar 9 och 9', vilka är lagrade i av stativen 6 och 7 uppburna lager 10. Hållaren 8 har en rörformad central del 8', som sträcker sig parallellt med hållarens huvudaxel, samt ett par [icon stammar; 8402122-9 3 likaledes rörformade, tvärgàende armar 8" resp. 8"', som är anordnade vid respektive ändar av den centrala delen och ut- skjuter åt båda hallen från denna. På den mot huvudstativet 6 vända sidan av armen 8" utskjuter en tapp ll, som är anpassad för att samverka med anslag 12 anbragta på den mot hållaren vända sidan av huvudstativet 6 för att begränsa hállarens 8 rotationsrörelse. En av huvudstativet 6 uppburen, reversibel elektrisk motor 13, vars funktion på lämpligt sätt är samord- nad med robotens 2 arbetsprogram, tjänar till att via en slir- koppling 14 svänga hàllaren 8 fram och åter kring huvudaxeln 9-9' ungefär 1800, så att tappen 11 omväxlande bringas till anliggning mot än det ena än det andra av de båda anslagen 12.

I närheten av var sin ände av hállarearmen 8" är två första fixturbärarplattor 15A och l5B roterbart lagrade på lika av- stånd från hállarens huvudaxel 9-9' och detta på sådant sätt, att rotationsaxlarna för de båda fixturbärarplattorna 15A och l5B är parallella med nämnda huvudaxel och liksom denna hori- sontella. Fixturbärarplattorna 15A och l5B är anordnade på den från nuvudsacativec 6 bor-tvänne insidan av naiiarearmen 8", och varje fixturbärarplatta är genom tillhörande axel ovridbart förbunden med en motsvarande kopplingsplatta 16A resp. l6B, som befinner sig på den mot huvudstativet 6 vända utsidan av armen 8".

Med en i taget av de båda kopplingsplattorna 16A och l6B är en medbringareplatta 17 anordnad att bringas till ingrepp.

Denna medbringareplatta 17 är fäst på axeln till en vridmotor 18, vars rotationsrörelser genom ett känt men icke visat elekt- riskt styrsystem är koordinerade med robotens 2 arbetsrörelser.

Vridmotorn 18 kan givetvis vara permanent ansluten till robotens styrsystem, eftersom den är gemensam för de båda fixturbärar- plattorna 15A och 15B. Vridmotorn 18 är fäst på en slid 19, som under påverkan av en förskjutningsmekanism 20 - i det visade exemplet representerad av en dubbelverkande pneutmatisk cylin- der, se rig. 4, - är förskjutbar i vridmotorns axialriktning utefter en rätlinjig styrning 21, som är anbragt på en på sidan av huvudstativet 6 anbragt hylla 22.

Den av vridmotorn 18 drivna medbringareplattan 17 tjänar såsom en första, rörlig kopplingsdel, som genom slidens 19 för- riff" ställbart 8402122-9 4 skjutning kan bringas i och ur ingrepp med den kopplingsplatta l6A eller 16B, som för tillfället befinner sig i stort sett i linje med vridmotorns 18 axel. Sådan förskjutning av sliden 19 förutsättes därvid endast ske, när vridmotorns 18 rotor och därmed också medbringareplattan 17 intar ett visst givet ut- gångsvinkelläge, som motsvarar ett visst vinkelläge hos kopp- lingsplattan relativt hållaren 8. I detta läge är varje kopp- lingsplatta 16A resp. l6B fixerad med hjälp av en låstapp 23 (fig. 6), som från en vid hållarearmen 8 fäst styrhylsa 24 skju- ter in i ett kopplingsplattan excentriskt upptaget hål 25 och som i sin ände har en löpkula 26. e Varje kopplingsplatta 16A resp. l6B har dessutom ett cent- ralt hål 27, som är åtminstone delvis koniskt och som är an- passat till att mottaga en likaledes delvis konisk central tapp 28 på medbringareplattan 17, vars uppgift är att noggrant centrera kopplingsplattan i förhållande till vridmotorn 18 och därmed-fastställa det exakta läget för den rotationsaxel, kring vilket arbetsstyoket 5 kommer att vridas med vridmotorns 18 hjälp under industrirobotens 2 arbete. Detta betyder, att inga höga krav på exakthet ställs på de svängningsrörelser, som motorn 15 bibringar hållaren 8. Medbringareplattan 17 är vidaneförsedd med en excentriskt anordnad drivtapp 29, som vid kopplingsdelarnas sammanförande tränger in i hålet 25 och där- vid pressar undan låstappen 23, såsom visas i fig. 7, så att de båda samverkande kopplingsdelarna l6 och 17 obehindrat kan vridas med vridmotorns 18 hjälp. Vid sådan vridning rullar lås- tappens 23 löpkula 26 under påverkan av ett måttligt fjäder- tryck mot kopplingsplattans baksida, dvs. dess undersida i fig. 7.

I närheten av ändarna av den andra hållarearmen 8"' är roterbart anbragta ett par andra fixturbärarplattor BOA och EOB, som är vända mot och lagrade koaxiellt med var sin av de båda fixturbärarplattorna 15A resp. l5B. Varje sådan andra fixturbärarplatta BOA resp. BOB är genom en i hållarearmen 8"' inrymd kedjetransmission 51 kopplad till en hjälpaxel 32A resp. 32B, som är lagrad' i hållarens 8 centrala del 8'och som genom en i hållarearmen 8" inrymd andra kedjetransmission 33 är kopplad till motsvarande första fixturbärarplatta 15A resp. lgh. Denna koppling mellan varje par av varandra motstáende 3402122-9 5 fixturbararplattor 15A och 30A resp. l5B och BOB är permanent och säkerställer att de båda plattorna i varje par kommer att vrida sig synkront under påverkan av vridmotorn 18, så att de mellan sig kan uppbära delar av ett gemensamt arbetsstycke, som exempelvis skall svetsas samman med robotens 2 hjälp. De båda hjälpaxlarna 32A och 32B är parallella med hàllarens 8 huvudaxel 9~9'.

Fixturbärarplattorna 15 och 50 är på i och för sig känt sätt utformade för att tillåta fastsättning av lämpliga fixtu- rer - antydda med punktstreckade linjer vid 34 resp. 35 i fig. l - för fasthållning av de aktuella arbetsstyckena eller de delar, som ingår i dessa och som exempelvis skall svetsas samman. Naturligtvis kan också vid behov fixturer vid de båda motstående fixturbärarplattorna 15 resp. 30 användas för att uppbära var sitt arbetsstycke, om så i något fall skulle vara önskvärt.

Manipulatorns arbetssätt är följande: Sedan ett nytt arbets- stycke eller delar till ett sådant fixerats mellan fixturbärar- plattorna 15A och 30A, som antas befinna sig i det i fig. 1 visade vänstra läget, det s.k. laddningsläget, svängs hålla- ren 8 med hjälp av motorn 13 ett halvt varv, så att arbets- stycket förs till det s.k. arbetsläget inom robotens 2 arbets- område, vilket i vissa fall kan nödvändiggöra en uppsvängning av robotens redskapsbärande arm 2”. Därefter aktiveras den sliden 19 påverkande förskjutningsmekanismen 20, så att vrid- motorn 18 axialförskjuts 1 riktning nedåt 1 rig. 1 och med- bringarplattan 17 förs till ingrepp med fixturbärarens kopp- lingsplatta 16A för att i första hand centrera denna och där- efter gå i drivingrepp med densamma genom att den excentriska tappen 29 faller in 1 hålet 25 och samtidigt stöter ut lås- tappen 25. Industriroboten 2 kan nu fullgöra sitt arbete i ko- ordination med vridmotorn 18, som sörjer för att önskade delar av arbetsstycket blir åtkomligt för robotens redskap. Under den tid, som roboten är i sarbete, monteras ett nytt arbets- stycke mellan hållarens 8 båda andra fixturbärarplattor l5B och 3OB.

När robotens arbete på det första arbetsstycket är slutfört, aktivera återigen förskjutningsmekanismen 20 men i motsatt rikt- ning mot tidigare för att bringa medbringareplattan 17 ur in- POOR QUALIT? 840-2122-9 6 grepp med kopplíngsplattan 16A. Detta sker i exakt samma vinkelläge som kopplingsingreppet, vilket innebär att kopp- lingsplattan 16A återigen låses av tillhörande låstapp 23.

När kopplingsdelarna förts ur ingrepp svängs hållaren 8 åter- igen ungefär ett halvt varv med hjälp av motorn 13 men denna gång i motsatt riktning mot tidigare, varvid det nymonterade arbetsstycket förs in till arbetsläge inom robotens arbetsom- råde, medan det färdigbehandlade arbetsstycket förs fram i laddningsläget och kan lösgöras för att lämna plats åt ytter- ligare ett nytt arbetsstycke.

Det bör stå klart, att uppfinningen i det föregående redo- visats under hänvisning till delvis schematiska och förenklade avbildningar. I praktiken kan därför många detaljmodifikatio- ner ifrågakomma vid konstruktionen inom ramen för de efterföl- jande patentkraven. Sålunda kan exempelvis de samverkande kopplíngsdelarna, dvs. kopplingsplattorna l6 och medbringare- plattan l? med bibehållen grundfunktion ges en annan detaljut- formning. Vidare kan de båda hjälpaxlarna 52A och j2B natur- ligtvis vara koncentriska, varvid den ena rörformigt omsluter den andra. Likaså kan styrningen och förskjutningsmekanismen för vridmotorn 18 utformas på många olika sätt;

Claims (1)

1. 8402122-9 7 Patentkrav 1. Manipulator för positionering av en serie arbets- stycken relativt en industrirobot (2), med vars hjälp arbets- styckena (5) ett efter ett skall behandlas, vilken manipulator omfattar minst två separata fixturbärare (l5A; l5B), som är överförbara mellan ett laddningsläge, i vilket byte av arbets- stycke i av fixturbärarna uppburna fixturer (34) kan ske även under robotens arbete, och ett arbetsläge, i vilket det vid respektive fixturbärare fixerade arbetsstycket befinner sig inom robotens arbetsområde och är roterbart kring en i för- hållande till roboten lägesbestämd axel med hjälp av en fixturbäraren drivande vridmotor (18), vars funktion genom ett styrsystem är koordinerad med robotens arbetsrörelser för att göra olika ytpartier och delar hos arbetsstycket åtkomliga för ett av roboten manövrerat redskap, k ä n n e t e c k n a d av. att den är försedd med en enda, för alla fixturbärarna (l5A; l5B) gemensam vridmotor (18), som är anordnad att växel- vis sättas i drivande ingrepp med var och en av fixturbärarna först när denna överförts till arbetsläget: 2. Manipulator enligt krav l k ä n n e t e c k n a d av, att vridmotorn (18) är anordnad att driva en första kopp- lingsdel (l7), som genom axialförskjutning är anordnad att bringas i och ur ingrepp med en samverkande andra kopplinga- del (l6A; l6B) förbunden med var och en av fixturbärarna (15A; 1513). 5. Manipulator enligt krav 2 k ä n n e t e c k n a d av, att den första kopplingsdelen (17) är fäst vid vridmotorns (18) axel och att vridmotorn är axiellt förskjutbar utefter en läåesfafit Styrfliflå (21) under påverkan av en förskjutnings- mekanism (20) för att bringa den första kopplingsdelen i och ur ingrepp med den med respektive fixturbärare (l5A; l5B) för- bundna andra kopplingsdelen (16A; l6B). Ä. Manipulator enligt krav 2 eller 3 k ä n n e t e c k- n a d av, att den av vridmotorn (18) drivna första kopplings- delen (l7) är anordnad att genom sitt ingrepp med den med res- pvktlve fixturbärare (l5A; l5B) förbundna andra kopplingsdelen (l6A; l6B) inställa och fixera tillhörande fixturbärares rota- tionsaxel relativt roboten (2). 8402122-9 ö 5. Manipulator enligt något av kraven 2-4 k ä n n e - t e c k n a d av, att den av vridmotorn (18) drivna första kopplingsdelen (17) är anordnad att gå i drivande ingrepp med respektive fixturbärares (l5A; l5B) andra kopplingsdel (l6A; l6B) endast i ett enda förutbestämt inbördes vinkelläge mellan de båda kopplingsdelarna. 6. Manipulator enligt krav 5 k ä n n e t e c k n a d av, att fixturbärarna (l5A; l5B) är var för sig roterbart uppburna av en gemensam hållare (8), som i och för överföring- en av fixturbärarna mellan laddningsläget och arbetsläget är roterbar relativt ett hållaren och vridmotorn (18) uppbärande stativ (6) kring en huvudaxel (9, 9'), som är parallell med fixturbärarnas respektive rotationsaxlar och centralt placerad relativt dessa, varvid varje fixturbärare är låsbar i ett förutbestämt vinkelläge relativt hållaren med hjälp av en ut- lösbar låsanordning (25). 7. Manipulator enligt krav 6 k ä n n e t e c k n a d av, att hâllarens (8) huvudaxel (9, 9') och fixturbärarnas (l5A; l5B) rotationsaxlar är horisontella. 8. Manipulator enligt krav 6 eller 7 k ä ndn e t e c k- n a d av, att den med varje fixturbärare (l5A; l5B) samordna- de låsanordningen (23) är anordnad att utlösas genom den förs- ta kopplingsdelens (17) ingrepp med fixturbärarens andra kopp- lingsdel (l6A; l6B). _ _ 9. Manipulator enligt något av kraven 6-8 k ä n n e - t e c k n a d av, att varje fixturbärare (l5A; l5B) omfattar två varandra motstående fixturbärarplattor (15 resp. 30), som på avstånd från varandra är koaxiellt roterbart lagrade vid nållaren (8) för att mellan sig uppbära ett långsträckt arbetsstycke (5), varvid de båda fixturbärarplattorna för att vridas synkront är permanent sammankopplade genom att de via slírfria transmissioner (31, 33), exempelvis kedjetransmíssío- ner, är förbundna med en gemensam hjälpaxel (32), som är paral- lell med men sidoförskjuten i förhållande till fixturbärar- plattornas rotationsaxel och är lagrad i hållaren och sträcker ulg genom un central del (8') av denna. 10. Manipulator enligt något av kraven 6-9 k ä n n e - t e c k n a d av, att hàllaren (8) uppbär två fixturbärare (l5A; l5B), som i och för överföringen av fixturbärarna mellan 8402122-9 9 laddningsläget och arbetsläget är roterbar fram och äter till- närmelsevis 1800 krinå huvudaxeln (9, 9') med hjälp av en reversíbel drivmotor (13). PQOR Qgfxna-“rfi