SE450471B - Hanteringsanordning for robot, serskilt for betjening av verktygsmaskiner - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 450 471 2 lägena. Dessutom skall det vara möjligt att nå målpunk- ter, som ligger utanför en rät linje.

Denna uppgift löses med en hanteringsanordning, som har de i patentkravet l angivna särdragen och kan förbättras ytterligare genom det i patentkravet 2 angivna särdraget. En sådan anordning kan sättas in med till det aktuella fallet anpassad räckvidd och kräver i utgångsläget endast en jämförelsevis liten yta. Anslutningen av ledarmarna till det gemen- samma ledhuvudet ger en stor styvhet i utskjutet till- stånd, så att även tunga arbetsstycken kan hanteras. Ändlägena nås med den genom det enligt uppfinningen föreslagna arrangemanget av leder och armar uppnâeliga hastighetsreduceringen med stor noggrannhet, vilket krävs just vid beskickning av verktygsmaskiner. På ledhuvudet kan det finnas en- och flergripdonsystem, varvid deras lägesstyvhet åstadkoms med skjutlänk- parallellogrammen. Den erforderliga driveffekten är liten, eftersom endast rullfríktion skall övervinnas i lederna. Som en ytterligare fördel kan nämnas den enkla och prismässigt konkurrenskraftiga uppbyggnadenÅ Alltefter huruvida det finns en rätlinjig rörelse- riktning eller huruvida en eller flera màlpunkter utanför en rät linje skall nås, utformas anordningen enligt patentkraven 3, 4 och 5 eller enligt patentkravet 6. En enskild målpunkt bredvid en rät linje kan också nås genom de i patentkravet 4 eller 5 angivna åtgär- derna, när svängarmarna och/eller ledarmarna är olika långa.

Hanteringsanordningens användningsområde kan ökas avsevärt, om den är vidareutvecklad med särdragen enligt patentkraven 7, 8 och 9. Då kan exempelvis ämnen tas ur ett förråd eller magasin och tillföras maskinen och kan de färdigbearbetade delarna tas ur maskinen och läggas ned på en lastpall eller en trans- portanordning eller liknande.

Med patentkravet 10 anvisas en lösning för ytter- "ïnrwv 10 15 20 25 30 35 450 471 3 ligare ökning av styvheten: Den tvåfaldiga lagringen av lederna och undvikandet av s k flygande lagringar minskar den annars befintliga elasticiteten i lederna.

Uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hänvisning till de bifogade ritningarna, som visar en utföringsform. Fig 1 visar hanteringsanordningen i utgångsläget uppifrån. Pig 2 visar en sidoprojektion.

Fig 3 visar ovanifrån ett mellanläge och ändläget.

Fig 4 visar ett väg-hastighetsdiagram. Fig 5 visar en variant av ledhuvudet. Fig 6 och 7 visar två pro- jektioner i ändläget motsvarande fig 3, dock med en ändpunkt på en kurvbana vid inte kopplad svängdrift resp vid olika armlängder. Fig 8 visar leder i större skala. a g På en bottenplatta l (fig l och 2), vilken kan vara fäst på ett endast antytt stativ 2 eller med enekänd hydraulisk eller mekanisk anordning 3 kan vara höjdomställbar (pilriktningen 23) och/eller sväng- bar kring en axel 4 (pilriktningen 24), är två sväng- armar 5, 6 svängdrivbart lagrade kring vertikala axlar 7, 8 i lagerhus 9, 10. Driften för svängrörelserna kommer att beskrivas längre fram.

De fria ändarna av svängarmarna 5, 6 upptar i leder A, B, vilkas axlar ll, 12 är parallella med axlarna 7, 8, ledarmar 13, 14 vilka vid sina motsatta ändar är upptagna i leder C, D på ett ledhuvud 15.

I stället för lederna C, D kan det även finnas en för båda ledarmarna 13, l4 gemensam led E (fig 5).

På ledhuvudet 15 är en gripanordning 16 anbragt, vilken kan gripa ett arbetsstycke W, exempelvis ett kugghjul som skall bearbetas eller är färdigbearbetat. Sådana gripanordningar eller -don och deras manövrering är kända och behöver inte beskrivas närmare här. I stället för det visade gripdonet 16 kan man ha varje annat gripdon, exempelvis ett dubbelgripdon, eller en slid eller liknande, och gripdonet kan vara roterbart kring sin axel 18. 10 15 20 25 30 35 450 471 4 För stabilisering av gripdonet resp dess läge finns det en skjutlänkparallellogram 17, vilken består av två länkhävstänger 19, 20, en slid 21 och en på ledhuvudet anbragt stàngformig styrning 22. Därvid är länkhävstängerna 19, 20 ledbart anslutna till led- armarna 13, 14 i leder F, G och på sliden 21 i leder H, J. Dessa leders axlar liksom ledernas C, D, E axlar är parallella med axlarna 7, 8.

För att förflytta gripdonet 16 i pilriktningen 27 från det i fig 1 och 5 visade utgångsläget till det i fig 3 till höger visade ändläget utför svängarmarna 5, 6 motriktade svängrörelser 25, 26. För detta ändamål är axeln 8 förbunden med ett drivorgan 28, exempelvis en elektrisk eller hydraulisk servomotor, efter vilken, en reduktionsväxel 29 kan vara kopplad. På en med svängarmen 6 roterbar skiva 30 är två ändliga kedjor 31, 32 fästa i olika plan och varandra korsande förda till en liknanade skiva på svängarmen 5, där de också är fästa. Om svängarmen 6 svängs i pilriktningen 26, svängs svängarmen 5 via skivan 30, kedjan 31 och den inte visade andra skivan i pilriktningen 25. Dessa svängrörelser medför, att ledarmarna 13, 14 förflyttar ledhuvudet 15 med gripdonet 16 framåt från utgångsläget i pilriktningen 27, varvid ledarmarna 13, 14, vilka först bildar en kontinuerligt minskande, mellanliggande vinkel a, i ett mellanläge (till vänster i fig 4) ligger approximativt parallellt med varandra och slutli- gen i ändläget bildar en fram dit kontinuerligt ökande, mellanliggande vinkel B. Skjutlänkparallellogrammen har därvid till uppgift att alltid hålla ledhuvudet 15 och därmed gripdonet 16 i ett relativt ledarmarna symmetriskt, dvs definierat läge (symmetrilinjen för ledhuvudet 15 resp styrningen 22 ligger alltid på bisektriserna till vinklarna a och B).

Vid framkomsten till ändeläget aktiveras en inte visad ändelägeomkopplare, exempelvis av svängarmen 6, varigenom drivorganet 28 kopplas ifrån. 10 15 20 25 30 35 450 471 5 'Den hastighet med vilken gripdonet 16 förflyttas framåt (fig 4), ökar först med ökande väg hos gripdonet och når, när svängarmarna 5, 6 med ledarmarna 13, 14 bildar räta vinklar, ett maximum, varefter den kontinuerligt minskar, tills den i ändläget, dvs när svängarmarna ligger i linje med ledarmarna, har värdet noll. Därmed uppnås, att framskjutningen sker mycket snabbt för att därefter automatiskt avta. Detta är av betydelse just vid beskickning av verktygsmaskiner, där ändläget i regel motsvarar positionen "verktygsupp- tagning" och således måste nås med stor noggrannhet.

Vid återföring av gripdonet svängs svängarmen 6 i motsatt riktning 26', samtidigt som svängarmen 5 via skivan 30, kedjan 32 och den andra skivan svängs i pilriktningen 25'. Återföringshastigheten ökar därvid från noll först till ett maximum för att därefter àter_avta under det fortsatta rörelseförloppet. Även vid framkomsten till ändläget aktiveras en inte visad ändlägeomkopplare, så att drivorganet frånkopplas.

Vid den hittills beskrivna och i fig 1-3 visade anordningen sker rörelsen av gripdonet 16 längs en rät linje 38. En förutsättning för detta är att de båda svängarmarna 5, 6 svängs likformigt åt motsatta håll och att såväl svängarmarna 5, 6 som ledarmarna 13, 14 är lika långa. I många fall måste man dock kunna nå ett ändläge, som inte ligger på den räta linjen 38. I sådana fall kan ledarmarna 13, 14 och/eller svängarmarna 5, 6 göras olika långa. Vid den i fig 6 visade utföringsformen är en med 33 betecknad ledarm längre än ledarmen 14, vilket har till följd att grip- donets framåtförflyttning sker längs en kurvbana 34. (därvid är ledens E läge i utgångsläget betecknat maa E' och i änaiäget med 3"). I Ännu oftare måste man kunna nå inte bara ett ändläge utan flera olika ändlägen, närmare bestämt oberoende av bottenplattans 1 möjliga svängrörelse 24. I dessa fall utelämnas driften med kedjorna 31, 32 10 15 20 25 30 35 450 471 6 och utrustas axeln 7 med eget drivorgan. Via lämpliga styranordningar kan start, fortvarighet och stopp av de båda svängarmarnas 5, 6 svängrörelser väljas och överlagras varandra på sådant sätt, att valfria ändlägen inom sväng- och ledarmarnas räckvidder kan näs. Ett exempel visas i fig 7, där ledens E läge åter betecknas med E' i utgångsläget och med E" i det visade ändläget. Givetvis kan även andra punkter på eller bredvid kurvbanan 37 nås, bland annat även samtliga punkter mellan E' och E" på den räta linjen. 38.

I fig 6 och 7 visas sväng- och ledarmarna liksom ledhuvudet och skjutlänkparallellogrammen endast sche- matiskt. De cirkelbågar 35, 36, som lederna A, B be- skriver, har av platsskäl visats delvis förminskade.

Fig 8 visar uppbyggnaden av sväng- och ledarmarna 6 och 14 liksom lederna B, D, G (armarna 5 och 13 liksom lederna A, C, F är uppbyggda på samma sätt).

Svängarmen 6 har två plana delar 40, 41 med en där emellan anordnad lâdprofil 42. En bult 45 är roterbart lagrad i två rullningslager 43, 44 i de utskjutande ändarna av de plana delarna 40, 41, vilken bult 45 tillsammans med lagren 43, 44 bildar leden B. Bulten upptar vridfast en dubbel-T-profil 46, vilken bildar ledarmen 14. Vid den andra änden av dubbel-T-profilen är en bult 47 roterbart lagrad i tvâ rullningslager 48, 49. Denna bult 47 är vridfast monterad i ledhuvudet 15 och bildar tillsammans med lagren 48, 49 leden D. I dubbel-T-profilen 46 är även länkhävstången 20 förbunden med en bult 50 i glidlager 51, 52 (leden G). I stället för glidlagren kan rullningslager använ- das. Lagren 44, 49 är fixerade med låsringar 53, 54.

Den vridfasta förbindelsen mellan bultarna 45, 47, 50 och dubbel-T-profilen 46, ledhuvudet 15 och länk- hävstången 20 sker medelst kända, inte visade medel, exempelvis kilar, spännskruvar eller liknande. Den tvåfaldiga, symmetriska lagringen av samtliga delar n) z> 450 471 7. säkerställer ett styvt, böjfritt förband mellan de ledbart med varandra förbundna delarna.

Hanteringsanordningen enligt uppfinningen måste inte i alla avseenden møtsvara den beskrivna utförings- formen. Andra utföranden är också tänkbara. 4

Claims (10)

lO 15 20 25 30 35 450 471 PATENTKRAV'

1. Hanteringsanordning med ett mellan två ändlägen rörligt gripdon eller liknande och med en reversibel drift, vilken driver gripdonet via en åtminstone delvis av hävstänger bestående rörelseomvandlingstransmission, som vid de båda gripdonändlägena säkerställer en mjuk retardation och acceleration av gripdonet, k ä n n e - t e c k n a d av följande uppbyggnad: a) på en bottenplatta (l) är två svängarmar (5, 6) rotationsdrivbart lagrade kring med varandra paral- lella axlar (7,8); h) till svängarmarnas (5, 6) fria ändar är var sin ledarm (13, 14) ledbart ansluten; c) ledarmarnas (13, 14) fria ändar är ledbart anslutna till ett gemensamt ledhuvud (l5), som uppbär åt- minstone ett gripdon (l6); d) till ledarmarna (13, 14) är var sin länkhävstång (19, 20) ledbart ansluten på sådant sätt, att länk- hävstängerna tillsammans med ledarmarna bildar en skjutlänkparallellogram (17), vars slid (21) är styrd på ledhuvudet (l5); e) samtliga leders (A-J) axlar är parallella med sväng~ armarnas (5, 6) rotationsaxlar (7, 8).

2. Hanteringsanordning enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d av att de båda länkarmarna (l3, 14) är ledbart anslutna till ledhuvudet (15) via en gemensam led (E).

3. Hanteringsanordning enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att de båda svängarmarna (5, 6) å ena sidan och de båda ledarmarna (13, 14) å andra sidan är lika långa och i utgångsläget är anordnade inbördes spegelvänt.

4. Hanteringsanordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att det på endast den ena (6) av de båda svängarmarna finns ett drivorgan (3), vilket är drivförbundet med den andra (5) svängarmen. ”Å 10 15 20 25 450 471 9

5. Hanteringsanordning enligt krav 4, k ä n n e - t e c k n a d av att drivförbindelsen består av ändliga i olika plan anordnade, varandra korsande kedjor (31, 32).

6. Hanteringsanordning enligt något av krav l-3, k ä n n e t e c k n a d av att de båda svängarmarna (5, 6) för sin svängning har var sin servomotor och att de båda servomotorerna till- och frånkopplas med en styranordning på hanteringsanordningen.

7. Hanteringsanordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att gripdonet (16) är roterbart kring en i dess rörelseriktning (38) (18).

8. Hanteringsanordning enligt något av föregående sig sträckande axel krav, k ä n n e t e c k n a d av att bottenplattan (1) är höjdomställbar.

9. Hanteringsanordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att bottenplattan (1) är roterbar kring en med svängarmarnas (5, 6) rotationsaxlar (7, 8) parallell axel (4).

10. Hanteringsanordning enligt något av krav l-3, k ä n n e t e c k n a d av att svängarmarna (5, 6) och/eller ledarmarna (13, 14) och/eller led- huvudet (15) åtminstone i området för lederna (A-E) har i tvärsektion i sidled öppna profilpartier och att lederna (A-E) är bildade av inuti dessa profilpar- tier tvåfaldigt lagrade bultar (45, 47, 50), vilka 51, 52) upptar den därtill ledbart anslutna andra delen. mellan sina lager (43, 44; 48, 49;