SE455393B - Manipulator med teleskoperande element innehallande fluidumlopp - Google Patents

Description

455 393 2 svänger in i utrymmet mellan formhalvorna samt griper arbets- styckena och gör att armen därefter svänges ut ur maskinen och frigör arbetsstyckena. Även om denna apparat är jämförelsevis enkel och billig utgör den en specialmaskin som ej kan omprog- rammeras, och den utmärker sig speciellt genom den olägen- heten, att den ej kan uttaga ett arbetsstycke, omställa arbetsstycket till ett annat plan eller avlägga arbetsstycket vid en på avstånd belägen arbetsstation. Sådana arbetsmoment är mycket ofta önskvärda, när man skall avlägsna arbetsstycken från en formningsmaskin samt placera arbetsstyckena på ett transportband för deras vidare bearbetning.

I fabriker som sysslar med formsprutning nödvändiggör utrym- mesplaneringen ibland att formningsmaskinerna måste placeras ganska nära varandra, varigenom man också begränsar det utrymme som kräves för en arbetsstycken hanterande manipulator för att bortföra de formsprutade styckena.Ofta är utrymmet alltför litet för att man skall kunna installera en konventionell fleraxlig robotmanipulator. Även om mindre och lättare, elektriskt drivna manipulatorer med ledbara förband numera är allmänt förekommande, kan utrymmesbegränsningar ibland förhindra att man använder sådana mekanismer med ledbara förband, eftersom införandet av manipulatorns huvud i formen och uttagningen av ett arbetsstycke tvingar den ledbara armen att íntaga besvärliga lägen, när huvudet styres mellan formningsmaskinens förbindelsestag och in i formhåligheten mellan formhalvorna. I vissa sammanhang kan det vara omöjligt att använda en manipulator med ledbar arm, vars knä kan komma i kontakt med andra maskindelar, när manipulatorn intager sina olika lägen vid utdragningen och bortförandet av arbets- styckena.

Vid tillämpningar, där utrymme är ett första krav, har man föreslagit apparater med teleskoperande bom av t.ex. den typ som visas i US patentskriften 3 916 701. Denna patentskrift visar en industrirobot, som är anordnad att gripa, manövrera och förflytta arbetsstycken, och den innefattar ett teleskop- erande bomaggregat, vilket är monterat att röra sig kring två 455 395 3 rätvinkliga axlar, samt en gripare för arbetsstycken, som hålles uppburen på den yttersta änden av det teleskoperande bomaggregatet. Styckegriparen är kringvridbart rörlig kring en tredje axel, som sträcker sig i huvudsak parallellt med det teleskoperande bomaggregatets längdaxel. Griparen enligt patentskriften vrides kring sin egen axel med hjälp av ett roterande manövreringsorgan, som hâlles uppburet inuti det yttersta av de teleskoperande bomelementen och som innefattar en hydraulisk omställare från linjär till roterande rörelse.

Ett problem i samband med sistnämda och även andra tidigare kända manipulatorer för arbetsstycken är att de ofta utgör stora och tunga maskiner, som utformats för industriell användning, vilket kräver att föremål hanteras medelst noggrant programmerade rörelser. När man skall uttaga form- sprutade arbetsstycken ur en formsprutningsmaskin föreligger mera sällan något behov av precisa rörelser, när ett arbets- stycke skall gripas i formningsmaskinen och arbetsstycket skall uttagas och föras till en på avstånd belägen arbets- station t.ex. på ett transportband. Något behov av högeffek- tiva hydrauliska styrmekanismer föreligger ej heller ofta, eftersom de formsprutade arbetsstyckena normalt är små och har låg vikt jämfört med metallföremål av jämförbar storlek.

Flexibla arbetsföljder och stor räckvidd är emellertid ett önskvärt kännetecken.

Det föreligger sålunda ett behov av en enkel och billig mani- pulator med låg vikt för små arbetsstycken, vilken uppvisar god flexibilitet beträffande rörelser och arbetsföljder och vilken lämpar sig att användas, när arbetsstycken skall uttagas ur formningsmaskiner. En sådan manipulator måste utan svårighet kunna inkomma i utrymmet mellan formhalvorna, komma i kontakt med eller gripa de formsprutade arbetsstyckena, draga ut de formsprutade styckena och placera dessa vid en på avstånd belägen arbetsstation, t.ex. på ett transportband eller liknande. 455 393 4 De här förklarade och även andra problem i samband med de tidigare kända manipulatorerna för arbetsstycken löses medelst föreliggande uppfinning, som avser en manipulator för arbets- stycken, vilken är särskilt användbar för att gripa form- sprutade föremål i en formningsmaskin och att uttaga föremålen ur formningsmaskinen samt placera dem på ett ställe på avstånd från maskinen. Föreliggande uppfinning innefattar, kort sagt, en utsträckbar arm, vilken är monterad på ett underrede eller en glidbar vagn, och den utsträckbara armen innefattar ett flertal koaxiella, rörformiga, teleskoperande element, som kan utsträckas och dragas tillbaka utmed en längdaxel. Armen utsträckes och drages tillbaka medelst en kabel eller ett böjligt rör, som inuti armen kan vara uppburet medelst ett andra böjligt rör med mindre diameter och med tillräcklig tryckhâllfasthet för att uppbära armen också när denna är helt utsträckt. Kabeln är inrymd i och stöder de rörformiga elementen och dess ena ände är fästad vid det innersta av de rörformiga elementen, medan dess andra ände är upplindad kring en kabeltrumma. En motor användes för att kringvrida trumman i en riktning för att upplinda kabeln, så att armen drages till- baka, och för att kringvrida trumman i den motsatta riktningen för att avlínda kabeln, varvid armen utsträckes. Manipulatorn innefattar även ett med arbetsstycke ingripande aggregat eller huvud, som ingriper med arbetsstycket eller det formsprutade föremålet i formen och som uppbär föremålet, när armen drages tillbaka.

Vid en föredragen utföringsform av uppfinningen har armens rörformiga element rektangulär tvärsektion, varigenom man ej behöver använda särskilda mekanismer för att förhindra rela- tivrörelse mellan armens element, vilket skulle vara nödvän- digt, om armens delar var cylindriska. Om kringvridning av armen är önskvärd för något speciellt behov, är det emellertid även möjligt att använda cylindriska armelement. manipulatorn enligt uppfinningen innefattar närmare bestämt en vridled, som är anbragt vid armens övre ände och som är sväng- bar kring en ledaxel, som sträcker sig vinkelrätt mot armens 455 393 5 längdaxel. Det med arbetsstycket ingripande aggregatet eller huvudet hålles uppburet vid vridleden och rör sig tillsammans med denna för att ingripa med det formsprutade föremålet inuti formen och för att svänga, så att föremålet kan avlastas. Vid det föredragna utföringsexemplet gripes arbetsstycket eller föremålet medelst en eller flera sugkoppar, som är förbundna med en vakuumkälla, vilken är efter val påverkbar för att anlägga en sugkraft vid sugkopparna för att ingripa med och uttaga föremålen samt för att avlasta sugverkan, när föremålen skall avläggas.

Ett föredraget utföringsexempel innefattar även en vagn, på vilken manipulatorns underrede hâlles uppburet och vilken är rörlig mellan ett första läge och ett andra läge på avstånd från det första läget. Vid den visade utföringsformen består drivorganet av en pneumatisk cylinder, medelst vilken under- redet förflyttas mellan det första läget och det andra val- fritt inställbara läget. Vagnen innefattar även en styrskena eller stång, på vilken underredet hålles uppburet med stöd- hylsor eller bussningar, så att underredet kan styras jämnt mellan det första och det andra läget.

Vid det föredragna utföringsexemplet består den kabel som utsträcker och drager tillbaka armen av ett böjligt men halvstyvt, långsträckt rör av nylon, och kabeln hålles ytterligare stödd medelst ett liknande nylonrör med mindre diameter, vilket är inpassat koaxiellt inuti det gröve röret.

Det vid änden av armen anordnade och arbetsstyckena manöv- rerande aggregatet eller huvudet innefattar en fluidumför- bindelse, till vilken ett av nylonrören är kopplat. Nylon- rörets uppspolade ände är ansluten till en andra fluidumför- bindelse på trummans nav. En borrning är upptagen i trummans axel och medger anslutning av en fluidum-källa, t.ex. med tryckluft eller med ett vakuum, till fluidumförbindelsen, genom kabeln och och genom arbetshuvudets fluidumförbindelse.

Vakuumkällan åstadkommas sålunda bekvämt genom kabeln, genom fluidumförbindelserna och därifrån till sugkopparna. 455 393 6 Genom att man använder en ihålig kabel för att anlägga driv- och dragkraft mot armen och för att anlägga vakuum mot det med arbetsstycket ingripande huvudet, underlättar föreliggande uppfinning användandet av rektangulära armsektionselement, och samtidigt elimineras behovet av fluidumtäta förseglingar mellan armelementen. Med manipulatorn enligt uppfinningen uppnås sålunda betydelsefulla företräden vad beträffar både tillförlitlighet och ekonomi.

Vid en föredragen utföringsform av uppfinningen användes även en sekvensstyrmekanism eller ett styrorgan, som arbetar i motsvarighet till formningsmaskinens arbetscykler för att reglera arbetsföljderna hos manipulatorns olika delar.

Sekvensstyrmekanismen alstrar närmare bestämt en uttagnings- signal i motsvarighet till att gjutformen öppnas, vilken signal medför att de armen utsträckande och tillbakadragande elementen utsträcker armen in i formhâligheten mellan form- halvorna. Sekvensstyrorganet bringar därefter vagnen att röra sig framåt, så att sugkopparna anbringas på de föremål som skall uttagas, och vakuumkällan aktiveras, så att sugkopparna bringas att verkningsfullt ingripa med föremålen. Vagnen drages därpå tillbaka liksom även armen, som uppbär föremålen.

När armen dragits helt tillbaka eller har nått en förutbestämd nivå av tíllbakadragning, kan vagnen åter föras framåt för att föra det av armen uppburna föremålet i riktning mot en arbets- station. Vid det föredragna utföríngsexemplet rör sig vagnen framåt i riktning mot ett trahsportband. Sedan vagnen nått fram till ett förutbestämt ställe i närheten av transport- bandet, svänger vridleden, så att det med arbetsstycket ingripande huvudet kan vridas nedåt i riktning mot ett horisontellt läge, och därefter avlastas sugverkan så att arbetsstycket avlägges på transportbandet.

Det vid en föredragen utföringsform av uppfinningen tillämpade förfarandet innefattar sålunda de olika arbetsstegen att en arbetscykel av manipulatorn utlöses vid en förutbestämd punkt i arbetscykeln av en föremålsframställande maskin, t.ex.en 455 395 7 formsprutningsmaskin, att en teleskoperande manipulatorarm med ett med ett arbetsstycke ingripande huvud insträckes i det fria utrymmet mellan maskinens formhalvor, sedan formen öppnats, att det med arbetsstycket ingripande huvudet föres till ingrepp med föremålet inuti formen, att föremålet uttages ur formen, att armen och föremålet drages tillbaka från läget mellan formhalvorna, innan formen åter slutes för en ny arbetscykel, att manipulatorarmen och det på denna uppburna föremålet framföres i riktning mot en arbetsstation, att det med arbetsstycket ingripande huvudet svänges framåt i riktning mot arbetsstationen och att arbetsstycket slutligen avlägges.

Ett föremål för uppfinningen är sålunda en förbättrad apparat eller manipulator för att uttaga föremål ur en formnings- maskin.

Ett annat föremål för uppfinningen är en förbättrad manipulator för arbetsstycken, vilken innefattar ett flertal teleskoperande, rörformiga element, som kan utsträckas för att ingripa med ett föremål i ett begränsat utrymme och som sedan kan dragas tillbaka samtidigt som föremålet transporteras bort från det begränsade utrymmet.

Ett föremål för föreliggande uppfinning är även en manipulator med teleskoperande element, vilken har låg vikt, är kompakt och vilken ej kräver komplicerade och dyrbara hydrauliska eller precisionsutförda elektriska påverkningsorgan eller lägesbestämmande organ för att arbeta.

Föremål för uppfinningen är också en förbättrad manipulator med teleskoperande element, vilken innefattar en arm, som ut- sträckes genom att en böjlig med samtidigt tillräckligt tryck- hållfast kabel avlindas från en kabeltrumma och som drages tillbaka genom att kabeln upplindas på trumman. Ännu ett föremål för uppfinningen är en förbättrad manipulator med teleskoperande element, vars arm drages tillbaka och ut- sträckes med hjälp av en kabel, vilken även kan transportera 455 593 8 fluida från manipulatorarmens bas till den med ett arbets- stycke ingripande änden av manipulatorns arm.

Ovanstående och även andra föremål och kännetecken för samt framsteg i samband med föreliggande uppfinning skall framstå av den följande detaljerade beskrivningen av ett föredraget utföringsexempel och med hänvisning till de tillhörande patentkraven och ritningarna, på vilka fig. 1 är en schematisk perspektivvy med vissa delar bort- brutna, vilken visar ett föredraget utföringsexempel av en manipulator enligt uppfinningen med teleskoperande element, fig. 2 är en delvis sektionerad vy uppifrån, sedd utmed linjen 2-2 i fig. 1, fig. 3 är en detaljvy från sidan, som visar det med en sugkopp utrustade och på en vridled uppburna, med ett arbetsstycke in- gripande huvudet, sett utmed linjen 3-3 i fig. 1, och med vissa delar bortbrutna, fig. 4 är en detaljvy i tvärsektion, sedd från den vänstra sidan och utmed linjen 4-4 i fig. 2, fig. 5 är en delvis sektionerad detaljvy av kabeltrumman, sedd utmed linjen 5-5 i fig. 2, fig. 6 är en sidovy, som visar ett alternativt utförande av ett arbetshuvud, som med fyra sugkoppar ingriper med ett arbetsstycke, fig. 7 är en bakifrån sedd vy av arbetshuvudet enligt fig. 6, fig. 8 är ett kopplingsdiagram, som visar det arbetsföljden reglerande organet vid ett föredraget utföringsexempel, fig. 9 åskådliggör de olika arbetsstegen vid ett föredraget utföringsexempel i samband med att ett arbetsstycke uttages ur 455 393 9 en form och placeras på ett transportband, fig. 10 är en detaljvy framifrån, som visar ett alternativt arbetshuvud, vilket har fyra sugkoppar för ingrepp med arbets- stycken, och fig. 11 visar hur arbetsstycken avlägges på ett dubbelt trans- portband med hjälp av en manipulator, som är utrustad med ett huvud med fyra sugkoppar för ingrepp med arbetsstycken.

På ritningarna, där samma hänvisningsbeteckningar användes för att indikera mot varandra svarande delar i samtliga figurer, visar fig. 1 ett föredraget utföringsexempel av en manipulator 10 med teleskoperande element, vilken är utförd i enlighet med föreliggande uppfinning. Manipulatorn 10 för arbetsstycken innefattar ett underrede eller en skjutlåda 12, av vilken i fig. 1 en del är bortskuren för att visa de i underredet inrymda detaljerna. Underredets 12 bottenskiva 13 vilar över en bottenplatta 14 och är glidbar över denna med hjälp av en skjutlådvagn, som skall beskrivas närmare i det följande.

En teleskoperande, utsträckbar och tillbakadragbar arm 15, som innefattar ett flertal rörformiga, koaxiella teleskoperande sektioner eller element 20, 21, 22, 23 är anbragt vid under- redets 12 bottenskiva 13 medelst konsoler 25 och en stång 26, som sträcker sig genom det nedersta eller yttersta elementets 20 botten. Armen 15 sträcker sig uppåt och i riktning bort från underredet 12 med en viss lutningsvinkel. Vart och ett av elementen 20-23 är företrädesvis framställt av aluminium i likhet med underredet 12 för viktens skull. I fig. 4 visade styrhylsor 27, 28 av teflon eller liknande material med låg friktion är medelst skruvar eller motsvarande fästade vid den övre änden av vart och ett av de teleskoperande elementen för att dessa lätt skall kunna glida, och samtidigt tjänar styr- hylsorna såsom stoppelement vid utsträckningen genom att de kommer till ingrepp med en fläns, som är fästad vid den nedre änden av det närmast följande elementet. En typisk fläns 29 för elementet 21 visas i fig. 4. 455 393 10 I fig. l visas, att ett med arbetsstycken ingripande aggregat eller huvud 30 är anbragt vid änden av armens översta element 23. Det med arbetsstycken ingripande huvudet innefattar ett par sugkoppar 31, 32, vilka är fästade vid de varandra motstående ändarna av en långsträckt, horisontell bärskena 33.

Skenan 33 hålles uppburen av ett par vertikalt utsträckta, inbördes parallella stolpar 34, 35. De parallella stolparna 34, 35 hålles svängbart uppburna kring ett hållarblock 36 medelst en axel 37, som sträcker sig genom båda stolparna 34, 35 och hållarblocket 36. Hållarblocket 36 är fästat vid det översta elementet 23 medelst bultar e1.dyl.

En dubbelverkande pneumatisk cylinder PNl. som påverkas medelst gas, som efter val tillföres genom slangar 24, 24a, bringar det med arbetsstycken ingripande huvudet 30 att utföra en svängningsrörelse med hjälp av en kuggstång 40 och ett kuggdrev 41 kring en svängningsaxel, som bestämmes medelst axeln 37. Det torde stå klart, att stolparna 34, 35 och hållarblocket 36 bildar en vrídled, som står vinkelrätt mot armens längdaxel och som är svängbar mellan ett första, i huvudsak vertikalt läge och ett andra i huvudsak horisontellt läge. Det torde även vara uppenbart, att lägesbestämmande organ i form av t.ex. en servomekanism och kodomvandlare kan vara anordnade vid änden av armen, om användningsområdena skulle kräva mycket noggrann lägesbestämning.

Det med arbetsstycket ingripande huvudet 30 har vid ett före- draget utföringsexempel sådana mått, att det kan inpassas mellan formningsmaskinens 46 tvärstag 44, 45. en gränsläges- strömställare LSl påverkas genom att formen i formnings- maskinen 46 öppnas och alstrar en signal, som vid det före- dragna utföringsexemplet utnyttjas för att starta utsträck- ningen av armen 15 och uttagningen av formsprutade arbets- stycken ur formningsmaskinen med hjälp av det med arbets- stycken ingripande huvudets 30 sugkoppar 31, 32. 455 393 ll Såsom framgår av fig. 1, utsträckes och tillbakadrages den teleskoperande armen 15 medelst ett utsträckande och ett till- bakadragande aggregat 50. Det utsträckande och tillbaka- dragande aggregatet 50 innefattar en kabeltrumma 51, som är inrymd i en kåpa 52. Kåpan 52 är anbragt på underredets 12 bottenskiva 13 medelst bultar, svetsning eller motsvarande.

Kabeltrumman 51 är försedd med ett spiralformigt spår för spolning av en kabel 53, som utsträcker och drager tillbaka armen 15. Vid det föredragna utföringsexemplet består kabeln 53 av ett yttre rör 47 med ett koaxiellt förlöpande inre rör 48, såsom visas i fig. 3, varvid det inre röret leder ett fluidumflöde mellan det med arbetsstycken ingripande huvudet 30 och kabeltrumman 51.

Kabelns 53 ena ände är fästad vid ett bockat knä 49, som i sin tur är fästat vid en fluidumkoppling 54, vilken är uppburen på den utåt vända ytan av trummans 51 nav 55. Kabeln 53 sträcker sig ut genom en i fig. 2, 4 och 5 visad öppning 101 i kåpan 52 och går därifrån vidare genom armens 15 teleskoperande element 20-23. Kabeln är inrymd i de teleskoperande sektionerna och slutar vid hållarblocket 36. Det inre röret 48 i kabeln 53 står i fluidumförbindelse med en slang 42, som sträcker sig från hållarblocket 36 till bärskenan 33. Skenan 33 är ihålig och bildar fluidumkanaler i förbindelse med sugkopparna 31, 32 och slangen 42. Den axel 56. på vilken kabeltrumman 51 hålles uppburen inuti kåpan 52 är även försedd med en borrning, som medger fluidumförbindelse mellan det bockade knäet 49, fluidumkopplingen 54 och navet 55. En fluidumkoppling 57 är anordnad vid axelns 56 ände och medger fluidumförbindelse genom en slang 58 till en vakuumkälla. ett undertryck till- föres sålunda sugkopparna 31, 32 genom det inre röret 48.

Lutningsvinkeln för armen 15 är reglerbar med hjälp av en stång 63, vilken sträcker sig mellan ett på kåpan 52 anbragt bärlager 64 och ett vid armen 15 fästat gaffelstycke 62. Såsom skall beskrivas närmare i det följande, kan stången 63 ut- sträckas eller dragas tillbaka, så att armen 15 svänger kring stången 26. 455 395 12 En elmotor M1 ger kraft för att utsträcka och draga tillbaka armen. Elmotorn Ml är kopplad till en reduktionsväxel 70, som nedsätter motorns M1 hastighet för att åstadkomma en lämplig utsträckningshastighet och vridkraft för att påverka kabel- trumman 51. Reduktionsväxeln 70 och elmotorn M1 är medelst bultar, svetsning eller liknande anbragt på underredets 12 bottenskiva 13. En länkkoppling 72 med säkerhetsdrift drivför- binder reduktionsväxelns 70 utaxel med kabeltrummans axel 56.

Trummans axel 56 hålles medelst lagerbussningar 73, 74 vrid- bart uppburen i kåpan 52.

Såsom ovan förklarats, rör sig underredets 12 bottenskiva 13 över bottenplattan 14 medelst ett vagnaggregat 75 för under- redet. Vagnaggregatet 75 innefattar en dubbelverkande pneumatisk cylinder PN2, som är anordnad att föra underredet l2 längs bottenplattan. Såsom tydligast visas i fig. 2, är den pneumatiska cylinderns PN2 påverkande stång 80 medelst en bult el.dyl. fästad vid ett bärlager 81, som i sin tur är fastgjord vid bottenplattan 14. Den yttre kåpan på cylindern PN2 är förbunden med ett cylinderfäste 72, som är fast anbragt vid en sidovägg eller vid underredets 12 bottenskiva 13. Ett par parallellt med cylindern PN2 och vid sina ändar medelst bär- lager 84, 85, 84', 85 vid bottenplattan 14 fästade styrskenor 83, 83' säkerställer att underredet 12 rör sig i en rät linje över bottenplattan. Var och en av styrskenorna 83, 83' är glidbart upptagen i glidbussningar 86, 87, 86', 87' av polymermaterialet teflon eller av något annat lämpligt material med låg friktion, vilka bussningar är fästade på underredet 12. Det torde stå klart, att vid det föredragna utföringsexemplet underredet rör sig mellan ett första eller tillbakadraget läge och ett framskjutet andra läge eller något valt mellanläge.

I fig. 3 visas hur kabelns 53 övre ände sträcker sig genom det översta teleskoperande elementet 23. Det yttre röret 47 slutar och är fastgjort vid hållarblocket 36 i förbindelse med en 455 393 13 borrning 92 genom blocket. En koppling 91 på hållarblockets 36 uppåt vända sida ansluter slangen 42, som i sin tur är för- bunden med bärskenan 33. Kabelns 55 förbindelse med hållar- blocket 36 förmedlar kabelns 53 skjut- och dragverkan för att utsträcka och draga tillbaka armen 15. Det inre rörets 48 och slangens 42 kopplingar är fluidumtäta och förmedlar vakuum till sugkopparna 32 resp. 31.

Axeln 37 sträcker sig i sidled genom en andra borrning i hållarblocket 36 och axelns ändar är fastgjorda vid stolparna 35 resp. 34 samt är kringvridbart uppburna medelst rullager, som är anbragta vid hållarblockets 36 ändar. Kuggdrevet 41 är fästat vid och kringvrides tillsammans med axeln 37. Den pneu- matiska cylindern PNl är fast anbragt på avstånd från och parallellt med armelementet 23 medelst en hållare 93 strax intill hållarblocket 36.

Kuggstången 40 är anbragt vid den pneumatiska cylinderns PNl reglerstång 98. Kuggstångens 40 tänder ingriper med kuggdrevet 41. Fig. 3 visar, att när den pneumatiska cylinderna PNl påverkas för att draga tillbaka stången 98 på med pilen 94 antytt sätt, det med arbetsstycket ingripande huvudet 30 svänges i den med pilen 95 antydda riktningen till det vid 30' visade nya läget, i vilket huvudet är berett att avlasta arbetsstycket.

Fig. 2 visar, att den vid armens nedre ände utskjutande kabeln 53 styres in i kåpan 52 för att därefter upplindas kring kabeltrumman 51. En öppning 101 är anordnad i kåpan 52 för upptagande av kabeln 53 och för att styra kabeln still trumman. öppningen 101 är vidgad i sidled för att anpassas till vidden av de spirallindade spåren på trumman 51. Det torde stå klart, att det fria utrymmet mellan kabeltrummans 51 kanter och kåpan 52 är förhållandevis litet för att kabeln skall kvarhållas i spåren och för att säkerställa friktions- kontakt mellan kabeln och kabeltrumman och för att minska risken för slirning, när trumman avlindar kabeln för att ut- sträcka armen samt upplindar kabeln för att draga armen till- 455 393 14 baka.

Fig. 4 och 5 är vyer i sektion, som tydligare skall belysa vissa syftemål i samband med uppfinningen. Exempelvis är anordningen av kabeln 53 genom öppningen 101 och över rörstyr- ningen 61 in i armen 15 tydligare visad. Det visas även, att kabelns 53 ände är ansluten till det bockade knäet 49 på fluidumkopplingen 54 på trummans 51 nav 55. Navet 55 har en radiell borrning 102, som mynnar i en motsvarande radiell borrning i axeln 56 och i en axiell borrning 103 i axeln 56. 0-ringar l04 är anordnade att tätande försluta förbindelsen mellan axeln 56 och trumman 51. Det torde stå klart, att en vakuumkälla eller något annat fluidumförråd, som är kopplat till slangen 58, är förbundet med kabeln 53 genom fluidum- kopplingen 57, den axiella borrningen 103, den radiella borrningen 102, fluidumkopplingen 54 och genom det bockade knäet 49 till kabeln 53.

Såsom tydligast framgår av fig. 4, är stången 63 försedd med en gängad bakre ände, som sträcker sig genom den bakre väggen på underredet 12. En ratt 97 är skruvad på stången 63, så att, när ratten 97 kringvrides, armens 15 vinkelläge ändras.

Fig. 6 och 7 visar ett alternativt huvud 30a för ingrepp med arbetsstycken, vilket är_utrustat med fyra sugkoppar 112, vilka hålles korsvis uppburna och är anordnade att ingripa med fyra arbetsstycken 113. En vertikalt utsträckt bärskena 120 och en horisontell bärskena 121 är svängbart och korsvis upp- burna över en svängtapp 122 på en kåpa 123 samt anordnade att utföra en saxrörelse. En pneumatisk cylinder PN3 är fästad vid den vertikalt utsträckta bärskenan 120 och i samverkande för- bindelse med den horisontella bärskenan 121. När den pneuma- tiska cylindern PN3 påverkas svänger eller saxar den horisont- ella bärskenan 121 i riktning mot det vid 121' visade läget.

De på den horisontella bärskenan 121 uppburna sugkopparna 112 är svängbart fästade vid skenan medelst nav 124 och ett band 125, så att vid den saxliknande rörelsen de av sugkopparna 455 393 15 gripna föremålen bibehåller ett inställningsläge, i vilket föremålens sidor alltjämt förblir parallella med varandra.

Det är tydligt, att kombinationen av den horisontella bär- skenans 121 saxliknande rörelse och svängningen av de av sug- kopparna uppburna arbetsstyckena på den horisontella bärskenan medger ett fritt utrymme för formningsmaskinens tvärstag 44, 45 i samband med att huvudet 30a rör sig i riktningen för pilarna 126. Det är även tydligt, att denna anordning möjlig- gör att fyra arbetsstycken kan avlägsnas ur gjutformen, vilket i annat fall skulle ha krävt två skilda uttagningsför- faranden. Det i fig. 6 visade huvudet 30a, som kan ingripa med fyra arbetsstycken, medger att en större del av utrymmet mellan tvärstagen hos en formningsmaskin kan utnyttjas för anordnandet av formar. Formar kan placeras rakt ovanför tvär- stagen, och de formsprutade föremålen kan manövreras på sådant sätt att de ej kommer i kontakt med tvärstagen vid uttagningen ur formarna. Det med arbetsstyckena ingripande huvudet 30a kan även vara anordnat för att manövrera vilket som helst lämpligt antal arbetsstycken.

Vid vissa tidigare kända system för att uttaga formsprutade arbetsstycken var det ej möjligt att utnyttja det fria ut- rymmet vertikalt ovanför t.ex. tvärstagen 44 och 45 för att avlägsna arbetsstyckena genom tyngdkraftsverkan, och då erfordrades manöverorgan med större grad av frihet (och följ- aktligen även till högre kostnader) för att kunna manövrera de formsprutade arbetsstyckena omedelbart ovanför tvärstagen, så att de kom ur vägen för dessa vid bortförandet av arbets- styckena från det fria utrymmet mellan formhalvorna. Det i fig. 6 visade utföringsexemplet av det med arbetsstycken in- gripande huvudet 30a bildar därför en billig men ändå effektiv apparat för att avlägsna formsprutade arbetsstycken från ut- rymmet ovanför tvärstagen.

Fig. 10 visar ett andra alternativt utföringsexempel av ett med arbetsstycken ingripande huvud 30b, som liknar det i fig. l visade aggregatet eller huvudet 30 men som är försett med 5455 393 16 fyra sugkoppar. Ett par stolpar 34a och 35a sträcker sig uppåt och nedåt från hållarblocket 36. Ett par ihåliga stänger 154, 155 uppbär sugkopparna 112 i närheten av stolparnas 34a och 35a nedre ändar. En trevägs-fluidumförbindelse på hållar- blockets 36 ovansida fördelar vakuum till stängerna 33, 154 och 155 och vidare till sugkopparna ll2. Huvudet 30b svänges på samma sätt som tidigare förklarats, varvid man använder en pneumatisk cylinder samt en anordning med kuggstång och kugg- drev.

Fig. 8 visar schematiskt den arbetsföljden reglerande mekanis- men eller regleranordningen vid ett föredraget utföringsexem- pel. Även om vid det föredragna utföringsexemplet en gräns- lägesströmställare LSI alstrar en uttagningssignal i samband med att formhalvorna öppnas och en gränslägesströmställare LS2 signalerar att armen 15 är helt tillbakadragen, torde det stå klart, att uttagnings och tillbakadragningssignalerna kan åstadkommas på flera olika sätt från reglerorganen vid form- ningsmaskiner. Antingen man använder från gränslägesström- ställare avgivna signaler eller andra signaler från regler- organ vid formningsmaskiner, går dessa till ett styrorgan 130.

Styrorganet 130 kan innefatta digitala logiska kretsar, relälogik, fördröjningsreläer, pneumatisk styrlogik eller andra likartade styrmetoder, som är kända för fackmännen på området. Styrorganet 130 ger signaler på ledningarna 131 för att styra de olika motorer och påverkande organ som utnyttjas vid ett föredraget utföringsexempel. styrorganet 130 svarar på uttagningssignalen och påverkar motorn M1 för kringvridning av kabeltrumman och för utsträck- ning av armen in i det fria utrymmet mellan formhalvorna efter en lämplig fördröjning för att säkerställa att formen blivit helt öppnad innan det med arbetsstycket ingripande huvudet inträder i det fria utrymmet mellan formhalvorna. Längden av armens 15 utsträckning regleras vid det föredragna utförings- exemplet tsex. medelst en räknare eller ett tidur i styrorga- net 130, som driver motorn M1 tillräckligt lång tid för att låta det med arbetsstycket ingripande huvudet 30 nå sin 455 393 17 förutbestämda höjd.Fackmannen på området vet hur ett tidur skall inställas för att reglera längden av armens utsträck- ning. Fáckmannen vet även att en servomekanism kan vara anord- nad för motorn M1 jämte kodningsorgan, som kan vara förbundna antingen med kabeltrummans axel eller på andra lämpliga ställen i apparaten för att styra âterföringen, varigenom exakt lägesreglering kan åstadkommas för armens längdutsträck- ning. Inom ramen för föreliggande uppfinning faller därför även att i stället för tidsfördröjningsanordningar utnyttja en servomekanism för att åstadkomma en noggrann lägesreglering för att bestämma längden av armens utsträckning.

Styrorganet 130 ger även styrsignaler på ledningarna 131 för att påverka det med arbetsstyckena ingripande huvudet 30 samt den underredet manövrerande vagnen. vid ett föredraget utför- ingsexempel styres de ovan beskrivna drivande organen medelst solenoidventiler, vilka reglerar tillförseln av tryckluft till de pneumatiska cylindrarna PN1 och PN2. En styrsignal matar spolen Cl för en första solenoidventil V1, som tillför luft frân en luftbehållare 132 till den pneumatiska cylindern PN1.

En strypventil CV1 utmatar luft från ventilen V1 och cylindern PNI på känt sätt.

Spolen C2 för solenoidventilen V2 reglerar tillförseln av luft till den pneumatiska cylindern PN2, vilken påverkar underredet att röra sig framåt och bakåt på bottenplattan.

Strypventilen CV2 utmatar tryckluft från ventilen V2 och den pneumatiska cylindern PN2.

Solenoidventilens V3 spole C3 reglerar tillförseln av vakuum från en vakuumkälla 133 till sugkopparna 31, 32.

Styrorganet 130 alstrar även en tillbakadragningssignal på ledningen 135 till det formningsmaskinen styrande aggregatet, vilken tjänar såsom säkerhetssignal för att säkerställa att formen ej stänges för en ny formsprutningscykel innan armen går fri för formningsmaskinen. 455 393 18 Fig. 9 är avsedd att åskådliggöra hur manipulatorn enligt upp- finningen användes för att de eftersträvade målen skall nås.

I ett första steg A medför öppnandet av formningsmaskinen 46 att gränslägesströmställaren LSI aktiveras och avger en uttag- ningssignal till styrorganet 130 för att initiera ett uttag- ningsförfarande. Steget A visar för övrigt att det närmast föregående arbetsmomentet är avslutat vid vilket det form- sprutande arbetsstycket 5 blivit placerat på ett transportband 6, när det med arbetsstycket ingripande huvudet 30 återgår till sitt första eller i huvudsak vertikala läge.

I steget B utsträckes armen 15 till dess att det med arbets- stycket ingripande huvudet 30 inträder i det fria utrymmet mellan formhalvorna 140. l4l och sugkoppen 31 placeras omedel- bart intill det formsprutade arbetsstycket 5, som befinner sig inuti formen.

I steget C påverkas den pneumatiska cylindern PN2, som för underredet 12 framåt, så att sugkoppen 31 kommer till ingrepp med det formsprutade arbetsstycket 5. Vid vissa tillämpningar kan rörelsen framåt av underredet ske samtidigt med att armen utsträckes, under förutsättning att eventuella hinder är eliminerade och att noggrann kontakt åstadkommes med det form- sprutade arbetsstycket. Sedan sugkoppen kommit till ingrepp med arbetsstycket ansättes en sugverkan så att det form- sprutade arbetsstycket fästes vid sugkoppen.

Innan formen åter stänges tillbakadrages i steget D armen 15 med det av armen uppburna formsprutade arbetsstycket 5, så att detta går fritt för formningsmaskinens 46 tvärstag 45. Så snart som det formsprutade arbetsstycket 5 gått fritt för armen.45 kan formningsmaskinen starta en ny formningscykel.

Signalen för tillbakadragning av armen kan därpå avges från styrorganet 130 för att till formningsmaskinen signalera att en ny formsprutningscykel kan påbörjas. Också i steget D visas underredet'l2, medan det drages tillbaka från sitt andra eller framskjutna läge i riktning mot det första eller till- bakadragna läget. Det torde stå klart, att i samband med vissa 455 393 19 tillämpningar armens 15 tillbakadragning och underredets 12 återföringsrörelse kan ske samtidigt, under förutsättning att det med arbetsstycket ingripande huvudet 30 och av detta upp- burna föremål därvid går fria för delar på formningsmaskinen.

I steget E är formningsmaskinen stängd, så att den kan på- börja en ny formsprutningscykel. Armen 15 har nått sitt helt tillbakadragna läge och det med arbetsstycket ingripande huvudets 30 svängningsrörelse kan börja för att avlägga det formsprutade arbetsstycket 5 på transportbandet 6.

I steget F för sig underredet l2 åter framåt från sitt till- bakadragna läge och till sitt främre läge för att arbets- stycket.5 skall frigivas på transportbandet 6.Det bör fram- hållas, att svängningen av det med arbetsstycket ingripande huvudet 30 och rörelsen av underredet 12 i riktning mot trans- portbandet 6 kan ske samtidigt, förutsatt att det formsprutade arbetsstycket blir på tillfredsställande sätt avlagt på transportbandet 6. Sedan det med arbetsstycket ingripande huvudet 30 svängt och placerat det formsprutade arbetsstycket på transportbandet 6, avlastas sugverkan och det med arbetsstycket ingripande huvudet svänges uppåt på i steget A visat sätt, så att manipulatorn står beredd vid formöppningen av en ny arbetscykel.

Det i fig. 10 visade alternativa huvudet 30b för ingrepp med arbetsstycken är särskilt anpassat för att arbeta tillsammans med ett dubbelt transportbandl Fig. ll åskådliggör det sista arbetssteget i en arbetsföljd liknande den i fig. 9 visade.

Banden 6a, 6b sträcker sig parallellt på avstånd från varandra på båda sidor om armen 15. När armen drages tillbaka, avlägges samtidigt arbetsstycken 5 på de båda banden 6a och 6b.

Ett föredraget utföringsexempel av en manipulator enligt upp- finningen har här beskrivits och visats, men det torde stå klart för fackmannen på området, att åtskilliga modifikationer och ändringar är tänkbara inom ramen för uppfinningens grund~ tanke.

Claims (8)

455 393! ; 20 PATENTKRAV

1. Manipulator (10) för arbetsstycken, innefattande ett underrede (12), en vid en ände av underredet (12) lagrad, utsträckbar arm (15) med ett flertal rörformiga, teleskoperande element (20, 21, 22, 23), vilka är utsträck- och tillbakadragbara utmed en längdaxel, en kabel (53), som är inrymd i de teleskoperande elementen (20, 21, 22, 23) och vars ena ände är förbunden med det innersta (23) av de rörformiga elementen (20, 21, 22, 23), en kabeltrumma (51), på vilken kabelns andra ände upplindas, en axel (56) som uppbär kabeltrumman (51) för rotation, en drivmotor (70) som kringvrider kabeltrumman (51) i en riktning för upplindning av kabeln (53) och i den motsatta riktningen för avlindning av kabeln (53), vervia armen (15) uteträekee, när kabeln (53) avlindas och tillbakadrages, när kabeln upplindas, samt ett vid armens (15) övre ände monterat griporgan eller huvud (30L som är anordnat att ingripa med ett arbetsstycke, k ä n n e- t e c k n a d av att kabeln (53) utgöres av ett ihåligt, långsträckt, halvstyvt rör (48), vilket har tillräcklig tryckhâllfasthet för att hålla upp armen (15), griporganet (30) och det av griporganet hållna arbetsstycket, när armen (15) är helt utsträckt, och vilket är anordnat så att det skjuter ut, för utsträckningen av nämnda arm (15), det innersta (23) av de rörformiga elementen (20, 21, 22, 23), och så att det drager in det innersta (23) av nämnda element (20, 21, 22, 23) för en tillbakadragning av armen (15), samt av att ett fluidumlopp (42, 54, 102, 103) sträcker sig från kabeltrumman (51) genom den rörformiga kabeln (53) och till det med arbetsstycket ingripande organet (30). »

2. Manipulator (10) enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att fluidumloppet innefattar en första fluidumledning (42) som är fastsatt vid griporganet (30) och står i 455 393 2) fluidumförbindelse med ena änden av röret (48), en andra fluidumledning (54) som är fastsatt vid kabeltrumman (51) och står i fluidumförbindelse med den andra änden av röret (48), ett första gencmlopp (102) som i tvärriktningen går genom kabeltrumman (51) och som står i fluidumförbindelse med den andra fluidumledningen (54), ett andra genomlopp (103) som löper inne i och i längdriktningen genom axeln och som står i fluidumförbindelse med det första genomloppet (102), tät- ningsorgan (104) för bildning av en fluidumtät förbindning mellan det första (102) och det andra genomloppet (103), och ett fluidumdrivorgan (33) som står i arbetsoperativ förbindelse med nämnda axel (6) för åstadkommande av ett fluidumflöde genom loppen (102, 103), den andra fluidumled- ningen (54), röret (48) och den första fluidumledningen (42) till det med arbetsstycket ingripande organet (3OL

3. Manipulator (10) enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att fluidumdrivorganet (133) innefattar en vakuumkälla, att det med arbetsstycket ingripande organet (30) innefattar åtminstone en med en yta på arbetsstycket ingripande sugkopp (31, 32), samt att vakuumkällan (133) är efter val påverkbar för att antingen anlägga sugverkan på sugkoppen för att ingripa med och förflytta arbetsstycket eller att avlasta sugverkan för frigivande av arbetsstycket.

4. Manipulator (10) enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den även innefattar en vid armens (15) övre ände fästad vridled (34, 35, 36, 37), som är svängbar kring en ledaxel, som sträcker sig vinkelrätt mot armens (15) längdaxel, samt ett första drivorgan (PNl), som svänger det med arbetsstycket ingripande organet (30) jämte vridleden (34, 35, 36, 37), och varvid det med arbetsstycket ingripande organet (30) är monterat på vridleden (34, 35, 36, 37) och rör sig tillsammans med denna för att ingripa med arbetsstycket i ett första plan och för att frigiva arbetsstycket i ett andra plan. 455 393 ga

5. Manipulator (10) enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda första drivorgan (PNl) innefattar en pneumatisk cylinder, och att en kuggstång (40) och ett kuggdrev (41) samverkar med den pneumatiska cylindern för att svänga vridleden (34, 35, 36, 37) och det med arbetsstycket ingripan- de organet (30).

6. Manipulator (10) enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den även innefattar en underredet (12) uppbärande vagn (75), att underredet (12) är anordnat att intaga ett första läge och ett andra läge på avstånd från det första läget, och att ett andra drivorgan (PN2) är anordnat att förflytta underredet (12) mellan det första och det andra läget på vagnen.

7. Manipulator (10) enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att vagnen innefattar åtminstone en styrskena (83, 83'L att underredet (12) är monterat på styrskenan (83, 83') med stödhylsor (86, 87, 86fl 87'L och att det andra drivorganet (PN2) utgöres aV en pneumatisk cylinder, som hâlles så uppburen att den kan förflytta underredet (12) mellan dess första och dess andra läge.

8. Manipulator (10) enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den även innefattar ett sekvensstyrorgan, som arbetar i motsvarighet till arbetscyklerna hos en formningsmaskin, så att en uttagningssignal alstras vid en förutbestämd tidpunkt under formningsmaskinens arbetscykel, samt ett av uttagnings- signalen påverkat styrorgan (130), som vid en första förutbestämd tidpunkt under formningsmaskinens arbetscykel avger en signal för att utsträcka armen, och vid en andra förutbestämd tidpunkt under formningsmaskinens arbetscykel avger en signal för att draga armen tillbaka, och varvid det trumman kringvridande organet (70) först påverkas av signalen för att utsträcka armen (15) till ingrepp med arbetsstycket och därefter av signalen för att draga tillbaka armen (l5) och av» 455 3,95 arbetsstycket, så att arbetsstycket bortföres från formnings- maskinen.