SE500870C2

SE500870C2 - Protective device for robot arm - comprises screen placed vertically beneath arm gripper and movable between two usage positions

Info

Publication number: SE500870C2
Application number: SE9103529A
Authority: SE
Inventors: Hans Oscarson
Original assignee: Mecatron Systemhus Ab
Priority date: 1991-11-28
Filing date: 1991-11-28
Publication date: 1994-09-19
Also published as: SE9103529L; SE9103529D0

Abstract

The robot arm (13) gripper (20) handles workpieces to or from one or more processing stations within the arm work area. The robot has a screen (24) movable between two usage positions and placed vertically beneath the gripper. In the first usage position the robot arm can move up and down at a processing station, and in the second usage position an object falling out of the gripper can be caught by the screen.

Description

15 20 25 SOU 2370 2 barriär, som omfattar luckor in till arbetsstationerna med vars hjälp roboten kan utestängas från dessa utrymmen. 15 20 25 SOU 2370 2 barrier, which comprises gaps into the workstations by means of which the robot can be excluded from these spaces.

Barriären uppvisar sådan hållfasthet att den är ogenom- tränglig för roboten.The barrier has such strength that it is impermeable to the robot.

En nackdel med denna kända anordning är att barriären är dyr att bygga. Dessutom kan den medföra att goda belys- ningsförhållanden blir besvärliga att åstadkomma.A disadvantage of this known device is that the barrier is expensive to build. In addition, it can make good lighting conditions difficult to achieve.

Anordnande av en sådan barriär inom en fabrikslokal innebär i praktiken en betydande sänkning av takhöjden. Detta kan innebära att lokalen plötsligt känns trång och obekväm att arbeta inom.Arranging such a barrier within a factory premises means in practice a significant reduction in the ceiling height. This can mean that the room suddenly feels cramped and uncomfortable to work in.

TEKNISKA PROBLEMET Ett ändamål. med föreliggande uppfinning är därför att åstadkomma en skyddsanordning vid robotar, som ej uppvisar de ovan beskrivna nackdelarna.TECHNICAL PROBLEM A purpose. with the present invention is therefore to provide a protection device for robots which does not have the above-described disadvantages.

LÖSNINGEN Detta ändamål löses enligt uppfinningen genom att vagnen är försedd med åtminstone ett medföljande skydd i form av ett skärmelement, vilket är rörligt mellan ett inaktivt läge och ett aktivt läge och placerat i förhållande till grip- donet på så sätt att robotarmen i skärmelementets in-aktiva läge kan röra sig upp och ned vid en bearbetnings-station och att ett ur gripdonets grepp fallande föremål kan fångas upp av skärmelementet i dess aktiva läge.THE SOLUTION This object is solved according to the invention in that the carriage is provided with at least an accompanying protection in the form of a screen element, which is movable between an inactive position and an active position and placed relative to the gripper in such a way that the robot arm in the screen element active position can move up and down at a processing station and that an object falling out of the grip of the gripper can be caught by the screen element in its active position.

Genom denna anordning åstadkommes ett roboten medföljande mobilt skydd som förhindrar att robotarmen kan röra sig vertikalt och åstadkomma skador.This device provides a robot with accompanying mobile protection which prevents the robot arm from moving vertically and causing damage.

Fördelaktiga varianter av uppfinningen framgår av de efterföljande underkraven. 10 15 20 25 30 FIGURBESKRIVNING Ett utföringsexempel av uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka Fig. 1 är en sidovy av en så kallad ytportalrobot med en skyddsanordning enligt uppfinningen, Fig. 2 visar skyddsanordningen perspektiviskt i ett första användningsläge, Fig. 3 visar skyddsanordningen på motsvarande sätt i ett andra användningsläge, och Fig. 4 är ett snitt längs linjen IV-IV i Fig. 1.Advantageous variants of the invention appear from the following subclaims. DESCRIPTION OF THE DRAWINGS An exemplary embodiment of the invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a side view of a so-called surface portal robot with a protection device according to the invention, Fig. 2 shows the protection device in perspective in a first position of use, Fig. 3 shows the protection device in a corresponding manner in a second position of use, and Fig. 4 is a section along the line IV-IV in Fig. 1.

FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFQRMER Den i Fig. 1 visade ytportalroboten är huvudsakligen av en helt konventionell typ och är monterad medelst stående balkar 10 och 11 ovanför ett fabriksgolv 12. En vertikalt rörlig robotarm 13 är monterad på en vagn 14 som kan förflytta sig längs en balk 15 tvärs över fabriksgolvet 12.PREFERRED EMBODIMENTS The surface portal robot shown in Fig. 1 is mainly of a completely conventional type and is mounted by means of standing beams 10 and 11 above a factory floor 12. A vertically movable robot arm 13 is mounted on a carriage 14 which can move along a beam 15 across over the factory floor 12.

Balken 15 är i sin tur förflyttbart anordnad på två balkar 16, så att den kan röra sig längs fabriksgolvet 12.The beam 15 is in turn movably arranged on two beams 16, so that it can move along the factory floor 12.

Vagnen 14 och balken 15 är försedda med kända driv- och styrorgan, så att de kan förflytta sig obehindrat över golvplanet till olika koordinater där robotarmen 13 kan röra sig vertikalt, t.ex. för att hämta eller lämna ett arbetsstycke 17, eller för att låta ett. maskinverktyg bearbeta arbetsstycket.The carriage 14 and the beam 15 are provided with known drive and guide means, so that they can move unhindered across the floor plane to different coordinates where the robot arm 13 can move vertically, e.g. to retrieve or leave a workpiece 17, or to have one. machine tools machining the workpiece.

Robotarmen 13 är, som Fig. 3 och 4 visar, försedd med en rotator 18, som i sin tur bär upp ett med två käftar 19 utrustat gripdon 20. frihetsgrader styrs på Robotens rörlighet i olika sedvanligt sätt med en mikroprocessor (ej visad). 10 15 20 25 30 5G O 870 4 Vagnen 14 är enligt uppfinningen utrustad med en skydds- anordning i form av en skärm 21 som i ett användningsläge kan fånga upp ett ur gripdonets grepp fallande föremål.As shown in Figs. 3 and 4, the robot arm 13 is provided with a rotator 18, which in turn carries a gripper 20 equipped with two jaws 19. Degrees of freedom are controlled by the robot's mobility in various usual ways with a microprocessor (not shown). According to the invention, the trolley 14 is equipped with a protective device in the form of a screen 21 which in a position of use can catch an object falling from the grip of the gripper.

Detta föremål kan vara hela arbetsstycket 17 eller en från detta lossnande detalj. Dessutom skyddar skärmen 21 mot nedfall av eventuella vätskedroppar, t.ex. skärvätske- droppar från arbetsstycket.This object can be the entire workpiece 17 or a part detaching from it. In addition, the screen 21 protects against precipitation of any liquid droplets, e.g. cutting fluid droplets from the workpiece.

Skärmen 21 omfattar två sidoplåtar 22, vilka vardera är försedd med ett kurvformat spår 23 som bildar lagring för en av tre lamellsegment 24 bestående jalusi.The screen 21 comprises two side plates 22, each of which is provided with a curved groove 23 which forms storage for a blind consisting of three lamella segments 24.

Varje lamellsegment utgörs av en plåt som är lagrad via axlar och fyra rullar i spåren 23. Det nedersta av de tre så att det bildar en nedåt för uppsamling av exempelvis skärvätske- lamellsegmenten är vinklat, riktad ficka, droppar i det i Fig. 2 visade aktiva användningsläget.Each lamella segment consists of a plate which is stored via shafts and four rollers in the grooves 23. The bottom of the three so that it forms a downward for collecting, for example, the cutting fluid lamella segments is angled, directed pocket, drops in the one shown in Fig. 2 active use mode.

Jalusin kan dras från det aktiva läget till ett inaktivt läge medelst en kolvcylinder 25, vilken i detta fallet, för reducering av inbyggnadsmåttet, är av en kolvstångsfri typ.The blind can be pulled from the active position to an inactive position by means of a piston cylinder 25, which in this case, for reducing the installation dimension, is of a piston rod-free type.

Kolvens kraftöverförande slid 26 är förbunden med det övre lamellsegmentet.The power transmission slide 26 of the piston is connected to the upper lamella segment.

I det inaktiva läget intar jalusin det i Fig. 3 visade läget som ytterligare åskådliggörs med streckprickade linjer i Fig. 4. I detta läge kan robotarmen röra sig obehindrat upp och ned.In the inactive position, the shutter assumes the position shown in Fig. 3, which is further illustrated by dash-dotted lines in Fig. 4. In this position, the robot arm can move freely up and down.

Ytportalroboten är vidare försedd med en ljusridå som indikeras med streckprickade linjer i Fig. 1. Denna ridå är placerad på en höjd av cirka tre meter ovanför golvet. Om någonting skulle bryta någon del av ljusridån när roboten befinner sig i sitt åkläge kommer denna omedelbart att nödstoppa. 10 15 20 25 30 500 870 5 För ytterligare säkerhet kan robotarmen 13 vara försedd med ett överbelastningsskydd som reagerar för hinder, om armen skulle röra sig vertikalt, dvs. när skyddsanordningen är stängd.The surface portal robot is further provided with a light curtain which is indicated by dash-dotted lines in Fig. 1. This curtain is placed at a height of about three meters above the floor. If something should break any part of the light curtain when the robot is in its riding position, it will immediately stop in an emergency. 10 15 20 25 30 500 870 5 For additional safety, the robot arm 13 can be provided with an overload protection which reacts to obstacles, if the arm were to move vertically, ie. when the protection device is closed.

Robotens mikroprocessor är programmerad på så sätt att vagnen 14 och balken 15 bara kan röra sig över fabriks- golvet 12 när armen 13 är uppdragen i sitt övre läge och skyddsanordningen är stängd. Människor kan under tiden röra sig fritt nedanför på golvet 12. Avkännare i robotens gripdon 20 känner av om gripdonet skulle tappa sitt grepp om arbetsstycket 17. Även i detta fallet kommer roboten att nödstoppa. När roboten har förflyttat sig till något av arbetsområdena på golvet 12, vilka lämpligen är utrustade med vertikala skyddsstaket, måste skyddsanordningen 21 först öppnas innan armen 13 kan sänkas ned. För att roboten skall kunna öppna skyddsanordningen 21 krävs att den har fått en kvittering på att den befinner sig inom ett avgrän- sat, mekaniskt och elektriskt förreglat arbetsområde.The robot's microprocessor is programmed in such a way that the carriage 14 and the beam 15 can only move over the factory floor 12 when the arm 13 is raised in its upper position and the protection device is closed. Humans can meanwhile move freely below on the floor 12. Sensors in the robot's gripper 20 sense if the gripper should lose its grip on the workpiece 17. Even in this case, the robot will make an emergency stop. When the robot has moved to one of the working areas on the floor 12, which are suitably equipped with vertical protective fences, the protective device 21 must first be opened before the arm 13 can be lowered. In order for the robot to be able to open the protection device 21, it is required that it has received an acknowledgment that it is within a defined, mechanically and electrically locked working area.

Genom den ovan beskrivna anordningen enligt föreliggande uppfinning möjliggör man på ett enkelt sätt skapande av tre säkerhetsnivåer med: - skärmelement 24, vilket som person- och miljöskydd förhindrar att arbetsstycket faller ned och samlar upp vätska i eller på arbetsstycket, - överbelastningsskydd, som reagerar om armen skulle röra sig vertikalt då skärmelementet befinner sig i aktvit läge, och - ljusridå, vilken som tillträdesskydd avbryter robotens verksamhet och förhindrar skada, om någon eller något skulle befinna sig inom robotens rörelseområde ovanför ljusridån.The device according to the present invention described above makes it possible in a simple manner to create three safety levels with: - screen element 24, which as personal and environmental protection prevents the workpiece from falling down and collects liquid in or on the workpiece, - overload protection, which reacts if the arm would move vertically when the screen element is in the active position, and - light curtain, which as access protection interrupts the robot's activity and prevents damage, if someone or something were within the robot's range of motion above the light curtain.

Uppfinningen är ej begränsad till de ovan beskrivna utföringsexemplen, utan ytterligare varianter är tänkbara 560 870 6 inom ramen för de efterföljande patentkraven. Exempelvis kan skyddsanordningen enligt uppfinningen utformas på flera olika sätt och användas på andra typer av robotar än den visade.The invention is not limited to the embodiments described above, but further variants are conceivable within the scope of the following claims. For example, the protection device according to the invention can be designed in several different ways and used on other types of robots than the one shown.

Claims

10 15 20 25 30 (H CD CD CO * J CD PATENTKRAV

Protective device for a robot with a trolley (14) movable in a horizontal plane on which a vertically movable robot arm (13) is mounted provided with grippers (20) for handling a workpiece to or from one or more processing stations within the working area of the robot arm, characterized in that the carriage is provided with at least one accompanying mobile protection in the form of a screen element (24), which is movable between an inactive position and an active position and placed relative to the gripper (20) in such a way that the robot arm (13) in the inactive position of the screen element (24) can move up and down at a processing station and that an object falling from the grip of the gripper can be caught by the screen element (24) in its active position.

Protective device according to claim 1, characterized in that the screen element (24) comprises a hood (22) with a closable opening.

Protective device according to claim 2, characterized in that the screen element (24) is shaped like a bucket with two openable halves.

Protective device according to Claim 3, characterized in that the opening can be closed by means of a blind consisting of a series of interconnected slats (24).

Protective device according to Claim 4, characterized in that the robot arm (13) is provided with a piston cylinder (25) for operating the louver slats (24). 530 870 8

Protective device according to Claim 5, characterized in that the piston cylinder (25) is of a piston rod-free type.

Protective device according to one of Claims 4 to 6, characterized in that the louver slats (24) are slidably mounted by means of pins in grooves (23) in the hood (22).