SE468418B - Anordning foer automatiskt byte av verktyg i en industrirobot foersedd med en verktygsuppbaerande arm - Google Patents

Description

468 418 radiellt i förhållande till hållarorganet och radiellt för- skjutbara i förhållandet till detsamma. 1 Enligt ett annat kännetecken innefattar fastsättnings- organen ett flertal hakar med en form, som är komplementär till tänderna för inspänningen och vilka organ skjuter ut ax- iellt i förhållande till kopplingsflänsen.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig 1 är en perspektivvy av änden på en verktygsuppbärande arm försedd med en anordning enligt uppfinningen, fig 2 är en partiell perspektivisk sprängvy av en detalj i fig 1, fig 3 är en delvis sektionerad vy tagen längs linjen III-III i fig 1, fig 4 är en sektion ta- gen längs linjen IV-IV i fig 3 i anordningens hopsatta till- stånd, fig 5 är en sektion tagen längs linjen V-V i fig 2 och fig 6 är en sektion tagen längs linjen VI-VI i fig 2 i anord- ningens hopsatta tillstånd.

På ritningen betecknar 10 en industrirobots rörliga arm, vilken vid sin ände 10a är försedd med en säkerhetsfläns 12 av känd typ, försedd med säkerhetsmikrobrytare, vilka auto- matiskt stoppar robotens arbete när belastningen på verktyget överstiger ett förutbestämt värde. Ett cylindriskt hållaror- gan A är fäst vid säkerhetsflänsen 12 medelst skruvar 11 och 13 och har en främre yta 14 och en cirkulär cylindrisk sidoyta 16.

Anslutningar 18 för anslutning till ledningar T för drivmedium är anordnade på hållarorganets A sidoyta 16. An- slutningarna 18 är anslutna medelst kanaler 20 inuti hållar- organet A till snabbkopplingar 22 av han-typ, vilka är place- rade i överensstämmelse med den främre ytans 14 yttre ringfor- miga parti 14a. Två anslutningar 24 för anslutning till tryck- luftsledningar C är även anordnade på hållarorganets A sidoyta 16.

De tvà anslutningarna 24 står i förbindelse med en cirkulär cylindrisk kammare 26 inuti hållarorganet A, vilken är indelad i två delar 26a respektive 26b medelst en dubbel- verkande kolv 28, som är försedd med ett rörformigt parti 28a .Du Os OO LI OO glidbart anordnat på en central cylindrisk styraxel 30. Kol- vens 28 rörformiga parti 28a är försedd med tre åt sidan rik- tade säten 32 anordnade i 1200 vinkel i förhållande till var- andra.

Tre böjda hävarmar 34 är ledade vid D omkring ledaxlar inuti hållarorganet A, vilka ledaxlar är anordnade vinkelrätt i förhållande till det cylindriska hållarorganets A axel, som är betecknad med X-X på ritningen. Varje böjd hävarm 34 är försedd med en första formad ände 34a placerad i det rörformi- ga partiets 28a motsvarande säte 32, och en andra formad ände 34b soul är införd i. ett motsvarande urtag 36a i. en rörlig griptand 36. Griptänderna 36, vilka är förskjutna med en vin- kel av 120° i förhållande till varandra, är glidbart anordna- de i lämpliga radiella styrningar 38 inuti hållarorganet A, och är försedda med ett ändparti 36b anordnat att skjuta ut radiellt i överensstämmelse med hållarorganets A sidoyta 16.

I överensstämmelse med varje griptand 36 är hållaror- ganets A sidoyta 16 försedd med axiella urtag 40, vars funk- tion kommer att beskrivas nedan.

Hållarorganet A kan vara kopplat till en fläns B, till vilken ett verktyg är fäst, som i fig 1 utgöres av en pistol 42 för motståndssvetsning. Kopplingsflänsen B har en främre yta 46, en fästyta 68 för montering av pistolen 42, och en cirkulär cylindrisk sidoyta 44 försedd med tre fästorgan 50 förskjutna med en vinkel_av 1200 i förhållande till varandra, och som skjuter ut axiellt i förhållande till den främre ytan 46. Fästorganen 50, nedan benämnda käftar, är vart och ett försedda med ett tvärgâende urtag 50a.

Snabbkopplingar 48 av hon-typ är anordnade på flänsens B främre yta 46 och står via kanaler 52 för drivmedium i för- bindelse med motsvarande kopplingar 54 anordnade på flänsens B sidoyta 44. Hållarorganets A snabbkopplingar 22 och flänsens B komplementära snabbkopplingar 48 är försedda med tätningsan- ordningar 22a respektive 48a, som har skruvlinjeformade fjäd- rar anordnade att på känt sätt tillåta förbindelse mellan kopplingarna i deras hopkopplade tillstånd, såsom visas i fig6_ 468 418 För att en korrekt koppling skall underlättas och ett överförande av en hög belastning mellan hållarorganet A och kopplingsflänsen B skall möjliggöras är tre koniskt cylindris- ka tappar 56 anordnade på hållarorganets A främre yta 14 med en vinkel av 1200 i förhållande till varandra, och dessa tap- par är komplementära till säten 58 utformade i flänsens B främre yta 46.

Den elektriska kopplingen mellan hållarorganet A och flänsen B kommer nu att beskrivas.

Hållarorganet A är på sin sidoyta 16 försett med ett flerpoligt kontaktdon 60 för elektriska kablar för överföring av övervaknings- och styrsignaler till verktyget 42. Några av dessa elektriska kablar är anslutna till en hankontakt 62, som är placerad på hållarorganets A främre yta 14 och är komple- mentär till en honkontakt 64 på flänsens B främre yta 46.

Honkontakten 64 är i sin tur ansluten till en hankontakt 66 anordnad i överensstämmelse med flänsens B fästyta 68, på vil- ken verktyget 42 är monterat. Hankontakten 66 är av flerpolig typ och är elektriskt ansluten till avkänningsorgan, elektris- ka manöverorgan och liknande anordningar på verktyget 42.

Det flerpoliga kontaktdonet 60 är elektriskt anslutet till lägesavkännande organ 70 respektive 72, vilka är kombine- rade med kolvens 28 rörformiga parti 28a, och även till ett avståndskännande organ 74 placerat på hållarorganets A främre yta 14. Dessa avkänningsorgans funktion beskrives nedan.

Ett första och ett andra par kopparskenor, betecknade med R respektive S, är anordnade för den elektriska anslut- ningen mellan hållarorganet A och kopplingsflänsen B. Var och en av skenorna 76 i det första paret R är vid ena änden för- sedd med ett plant elektriskt kontaktparti 76a anordnat i överensstämmelse med mittzonen hos hållarorganets A främre yta 14 och är i sin andra ände försedd med ett elektriskt anslut- ningsparti 76b, som har ett kontaktdon 78 för en elektrisk ka- bel 79 ansluten till en elektrisk kraftkälla. Var och en av det andra parets S skenor 80, som är kombinerade med flänsen B, är på liknande sätt försedda med ett plant elektriskt kontakt- parti 80a och ett elektriskt anslutningsparti 80b, vilket är försett med ett kontaktdon 82 för anslutning till en elektrisk kabel 84 ansluten till en av svetspistolens 42 elektroder Z.

Vid de plana ändpartierna 80a är skenorna 80 försedda med kontaktytor täckta med ett silverskikt för förbättring av den elektriska kontakten.

Under det aüzdet andra parets S skenor 80 är stelt förbundna med flänsen B medelst fästskruvar 88, kan vidare det första parets R- skenor 76 utföra små justerrörelser, och brickfjädrar 90 är anordnade mellan skenorna 76 och hållaror- ganet Å för säkerställande av ett förutbestämt kontakttryck mellan skenornas 76 och 80 partier 76a respektive 80a för åstadkommande av mindre kontaktmotstånd och större effekttill- försel till svetspistolen 42.

En tryckplatta 92 och formade anslutningsorgan 94 är anordnade mellan brickfjädrarna 90 respektive skenorna 76 så att skenorna 76 kan utföra små justerrörelser, När skenorna 76 icke är anslutna hålles de mot hållarorganet A medelst skruvar 96.

Under bytet av verktyg placeras robotens arm 10 mitt för en på golvet stående (icke visad) bäranordning för verkty- get 42. När detta läge nås matas tryckluft till anslutningen 24, som står i förbindelse med den cylindriska hålighetens 26 parti 26b innehållande kolven 28. Således pressas kolven mot armen 10 och orsakar att de böjda hävarmarna 34 härigenom vrids medelst kopplingen mellan ändarna 34a och partiets 28a säten 32. Denna vridning åstadkommer en radiell translations- rörelse hos de rörliga tänderna 36, vilka lösgöres från käf- tarnas 50 säten 50a för åstadkommande av lösgöring av kopp- lingsflänsen B från hållarorganet A under inverkan av tyngd- kraften. Denna lösgöring orsakar en tillslutning av snabbkopp- lingarnas 22 och 48 tätningsanordningar 22a och 48a, och även ett öppnande av den elektriska kontakten mellan skenorna 76 och 80 och de elektriska anslutningarna 62 och 64 för övervak- nings- och styrsignaler för verktyget 42. 468 418 För åstadkommande av rening av kanalerna för drivme- diet i verktyget matas tryckluft till anslutningarna 22 för evakuering av kanalerna innan kolven 28 påverkas.

Det kommando som möjliggör att robotens arm 10 kan rö- ra sig efter lösgörandet av verktyget 42 avges av den lägesav- kännande kontakten 70, vilken indikerar kolvens 28 korrekta ändläge i förhållande till det fullständiga tillbakadragandet av griptänderna 36.

Armen 10 utan verktyg placeras sedan mitt för ett an- nat verktyg 42, som är anbragt på en på golvet stående bäran- ordning. Hållarorganet A bringas att närma sig flänsen B, så att flänsens B käftar 50 glider in i lämpliga säten hos hål- larorganet A. Avbrytandet av denna närmande rörelse, vilken även styrs av tapparna 56, regleras medelst det avståndsavkän- nande organet 74, vilket är fäst fjädrande för ökande av kopp- lingens precision.

Under detta steg placerar de automatiska anslutningar- na 22 och 48 kanalerna i verktyget 42 för det drivande mediet, vätska, gas, tryckluft, vakuum, etc., i förbindelse med robo- tens ledningar T. Därefter matas tryckluft till anslutningen ' 24, vilken har förbindelse med den inre cylindriska hålighe- tens 26 parti 26a för åstadkommande av griptändernas 36 radiel- la translationsrörelse. Det lägesavkännande organet 72 indike- rar när kolven har nått sitt korrekta ändläge och säkerställer att kopplingsflänsen B är inspänd i hållarorganet A. När klar- signalen har mottagits från avkänningsorganet 72 kan robotar- men 10 börja sitt arbetsförlopp med det nya verktyget 42. Det är uppenbart att hela verktygsbytet, liksom de andra arbets- stegen, utföres helt och hållet automatiskt medelst robotens arbetsprogram, som är lagrat i robotens styrsystem.

Man inser att principen för uppfinningen förblir den- samma även om konstruktionsdetaljer och utföringsformer kan varieras inom vida gränser i förhållande till vad som beskri- ves och visas på ritningen, utan att man därigenom frångàr uppfinningens ram.

Skenorna för den elektriska anslutningen kan t.ex. an-

Claims (13)

ordnas koaxiellt i stället för parallellt med plana ytor. P a t e n t k r a v

1. Anordning för automatis av verktyg i en indust- rirobot försedd med en verkty< :nde arm (10), k ä n - n e t e c k n a d a v att den inne-_;tar: - ett cylindriskt hållarorgan (A) uppburet av den verktygsupp- bärande armen (10), - en kopplingsfläns (B), som har en form huvudsakligen komple- mentär till hàllarorganets (A) form, och vid vilken ett -verktyg (42) är fäst, - rörliga griporgan (36) tillhörande hållarorganet (A), - fästorgan (50, 50a) tillhörande flänsen (B) och komplementä- ra till de rörliga griporganen (36), och - manöverorgan (28, 34) uppburna av hållarorganet (A) och tillhörande de rörliga griporganen (36) för inspänning av flänsen (B) i eller lösgöring av densamma från hållarorganet (A).

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att de rörliga griporganen innefattar ett flertal rörliga griptänder (36) anordnade radiellt i förhållande till hållar- ïorganet (A) och förskjutbara relativt detsamma.

3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v att fästorganen innefattar ett flertal utskott (50) i form av hakar med komplementär form till griptänderna (36), och att hakarna skjuter ut axiellt i förhållande till flänsen (B).

4. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att manöverorganet innefattar: - en dubbelverkande kolv (28) försedd med ett parti (28a) och anordnad att drivas av ett tryckmedium, varvid kolven är placerad i ett cylindriskt säte (26) inuti hållarorganet (A), - ett flertal böjda hävarmar (34) ledade i förhållande till ME MH hâllarorganet (A), varvid varje hävarm (34) är vid sin ena ände (34a) förbunden med kolvens (28) parti (28a) och vid sin andra ände (34b) förbunden med motsvarande griptand (36).

5. Anordning enligt krav 2 eller 3, k ä n n e t e c k - n a d a v att det cylindriska hâllarorganet (A) är försett med ett flertal axiella spår (40) anordnade på dess sidoyta (16) i överensstämmelse med de rörliga griptänderna (36), och att spåren (40) är komplementära till flänsens (B) hakar (50).

6. Anordning enligt något av kraven 1-5, k ä n n e - t e c k n a d a v att det cylindriska hâllarorganet (A) och flänsen (B) är förbundna med komplementära snabbkopplingar (22, 48) för drivmediet, vilka kopplingar är anordnade axíellt och försedda med automatiska ventiler (22a, 48a), varigenom ett flöde kan ske när hâllarorganet (A) är hopkopplat med flänsen (B), och flödet kan avstängas när hâllarorganet och flänsen icke är hopkopplade.

7. Anordning enligt något av kraven 4-6, k ä n n e - t e c k n a d a v att kolven (28) är försedd med två läges- avkännande organ (70, 72) anordnade att avgiva signaler, som indikerar kolvens (28)_tvá ändlägen, vilka motsvarar verkty- gets (42) inspända eller lösgjorda läge.

8. Anordning enligt något av kraven 1-7, k ä n n e - t e c k n a d a v att den innefattar ett främre avståndsav- kännande organ (74) uppburet av hâllarorganet (A) och anordnad att detektera korrekt kopplingsläge mellan hâllarorganet (A) och flänsen (B) som möjliggör att verktyget (42) kan inspän- nas.

9. Anordning enligt något av kraven 1-8, särskilt för svetsrobotar försedda med en pistol (42) för motståndssvets- ning, k ä n n e t e c k n a d a v att det cylindriska hål- larorganet (A) framtill är försett med ett första par (R) av elektriskt ledande skenor (76) med plana kontaktytor (76a), som är komplementära med de plana ytorna (80a) på elektriskt ledande skenor (80) i ett andra par skenor (S), vilka är upp- burna på flänsens (B) framsida, varvid det första paret (R) av lb' skenor (76) är anslutet till en elektrisk kraftkälla och det andra paret (S) av skenor (80) är elektriskt anslutet till svetspistolens (42) elektroder (Z).

10. Anordning enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d a v att fjädrande organ är anordnade mellan första parets (R) ske- nor (76) och det cylindriska hållarorganet (A) för säkerstäl- lande av ett förutbestämt kontakttryck mellan skenornas (76, 80) ytor (76a, 80a), när hållarorganet (A) och flänsen (B) är sammankopplade. I

11. Anordning enligt krav 9 eller 10, k ä n n e t e c k - n a d a v att skenorna (76, 80) i varje par är parallella i förhållande till varandra och har första ändpartier (76a, 80a) placerade huvudsakligen i överensstämmelse med hållarorganets (A) respektive flänsens (B) axel (X-X), samt andra ändpartier (76b, 80b) motsatta de första ändpartierna, vilka andra änd- partier skjuter ut radiellt i förhållande till hållarorganet (A) respektive flänsen (B), och att varje andra ändparti (76b, 80b) är försett med ett kontaktdon (78, 82) för dess elektris- ka anslutning.

12. Anordning enligt krav 10 eller 11, k ä n n e - t e c k n a d a v att skenorna (76) i det första paret ske- nor (R) kan utföra en justerrörelse under kopplingen av deras ytor (76a) med motsvarande ytor (80b) på det andra parets (S) skenor (80).

13. Anordning enligt krav 11, k ä n n e t e c k n a d a v att skenornas (76) första ändpartier (76a) i det första parets skenor (R) har försilvrade elektriska kontaktytor (86).