SE508735C2 - Handledsenhet till en industrirobot - Google Patents

Description

l5 20 25 30 35 508 735 2 Detta uppnås vid en handledsenhet av det inledningsvis nämnda slaget genom att kugghjulen och kuggdreven - sett i en ändvyprojektion - är så inbördes placerade, att en tänkt linje, som sträcker sig genom centrumen hos kugghjulen, och att handledshuset är radiellt ställbart fixerbart på änden av ligger på avstånd från centrum hos kuggdreven, robotarmen i och för inställning av kugglappet mellan å ena sidan kuggdreven på de primära drivaxlarna och å andra sidan kugghjulen på de sekundära drivaxlarna.

Ytterligare särdrag hos en handledsenhet enligt uppfinningen, är angivna i de efterföljande osjälvständiga patentkraven.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken: fig. l är en delvis sektionerad längdsektionsvy av en på en yttre ände av en robotarm monterad handledsenhet enligt uppfinningen; och fig. 2 är en ändvy av handledsenheten i fig. l, sedd från änden av robotarmen.

Med hänvisning till fig. l visas en generellt med 10 betecknad handled till en industrirobot enligt uppfinningen. Handleden 10 består i sin principiella uppbyggnad av ett yttre, gaffelformat handledshus l2 med två gaffelskänklar 14 och 16, som mellan sig begränsar ett spårformigt mellanrum, vars sidobegränsningsväggar 18, 20 Huset 12 är i ett föredraget utförande av uppfinningen utformat i ett enda och bottenvägg 22 är antydda i fig. l. stycke, varvid vinnes flera fördelar gentemot konventionella delade hus. Sålunda uppkommer inga passningsproblem mellan hushalvor vid sammansättningen av handleden. Det är vidare enklare att uppnå höga tillverk- 10 15 20 25 30 35 508 735 3 ningstoleranser vid bearbetning av hål och ansatser i huset då detta består av en enda del. Monteringen av bl.a. växlar, lager, tätningar m.m. underlättas likaså. Några hushalvorna sammanhållande skruvförband erfordras ej heller, vilka annars kan ge upphov till oönskade rörelser mellan hushalvorna. Slutligen erfordras ett mindre antal tätningar för att hindra smuts att utifrån intränga i handleden och för att hindra eventuell olja i handledsväxlarna att läcka ut från huset.

Handledshuset 12 är avsett att monteras på en ytterände av en robotarm 24 medelst ett icke visat skruvförband. I fig. 2 visas emellertid fyra genomföringshål 26 för fästskruvar i en infästningsfläns 28 hos huset 12.

I handledshuset 12 är ett s.k. tilthus 30 svängbart lagrat kring en tvärgående axel A och uppbär på i och för sig känt sätt en kring en längsorienterad axel B roterbart lagrad vridskiva 32, på vilken kan monteras ett godtyckligt, icke visat arbetsredskap, såsom ett svetsaggregat, gripdon, sprutlackeringsmunstycke eller liknande. Den vridskivan 32 och dess axel 34 uppbärande delen av tilthuset 30 är således svängbar kring axeln A i utrymmet mellan gaffelskänklarna 14, 16 över ett vinkelområde som understiger 360°. Axeln A är orienterad vinkelrätt mot rotationsaxeln B för vridskivan 32.

I och för rotation av vridskivan 32 är i handledshuset 12 roterbart lagrad en första sekundär drivaxel 36, som sträcker sig genom ett hål i husets 12 längsriktning parallellt med vridskivans 32 rotationsaxel B. Drivaxeln 36, som kan vara axiellt och radiellt lagrad över ett tvåradigt vinkelkontaktkullager 38, har en ingångsände 40 på vilken är vridfast anbragt ett cylindriskt kugghjul 42, vilket ingriper med ett cylindriskt kuggdrev 44 på anden av en i handledshuset 12 instickbar, första primär drivaxel 46 10 15 20 25 30 35 508 755 4 i robotarmen 24. Den sekundära drivaxelns 36 andra, inre ände är en utgångsände, som är utformad som en hypoidpinjong 48, vilken ingriper med ett hypoidhjul 50, som är roterbart lagrat kring axeln A vinkelrätt mot driv- axeln 36 och beläget på utsidan av pinjongen 48. Hypoidpin- jongen 48 och hypoidhjulet 50 bildar därvid en första hypoidväxel. I hypoidhjulets 50 nav är vridfast infäst ett koniskt kuggdrev 52, vilket i sin tur ingriper med ett i tilthuset 30 roterbart lagrat och med vridskivans 32 axel 34 vridfast förbundet koniskt kugghjul 54.

Vid rotation av den första primära drivaxeln 46 i robotarmen 24 överföres sålunda rotationsrörelsen via den 42 till den sekundära drivaxeln 50 och cylindriska kuggväxeln 44, 36, vilken i sin tur via den första hypoidväxeln 48, vinkelväxeln 52, 54 försätter axeln 34 och därmed vridskivan 32 i rotation kring axeln B, som i det i fig. l visade neutralläget är koaxiell med den primära drivaxelns 46 centrumaxel C, som företrädesvis också är en axel kring vilken själva robotarmen 24 kan rotera.

I och för svängning av tilthuset 30 kring axeln A i hand- ledshuset 12 är i detta också roterbart lagrad en andra sekundär drivaxel 56, som sträcker sig genom ett hål i husets 12 längsriktning parallellt med den första sekundära drivaxeln 36. I likhet med den senare axeln är den andra sekundära drivaxeln 56 axiellt och radiellt lagrad över ett tvåradigt vinkelkontaktkullager 58 och har en ingângsände 60 på vilken är vridfast anbragt ett cylindriskt kugghjul 62, vilket ingriper med ett cylindriskt kuggdrev 64 på änden av en andra primär drivaxel 66 i robotarmen 24.

Kuggdrevet 64 är beläget koaxiellt med men axiellt åtskilt från det cylindriska kuggdrevet 44 på den första primära drivaxeln 46. I det på ritningen visade utförandet har de cylindriska kuggdreven 44, 64 och kugghjulen 42, 62 lika många kuggar, varför utväxlingsförhållandet mellan de 10 15 20 25 30 35 508 755 5 respektive primära och sekundära drivaxlarna 46, 36 resp. 66, 56 är 1:1. Givetvis kan kuggantalet och därmed utväxlingsförhållandet i dessa växlar varieras enligt önskemål.

Den andra änden av den andra sekundära drivaxeln 56 är en utgångsände, som också i likhet med den första sekundära drivaxeln 36 är utförd som en hypoidpinjong 68, vilken in- griper med ett hypoidhjul 70, som är roterbart lagrat kring axeln A vinkelrätt mot den sekundära drivaxeln 56 och koaxiellt med hypoidhjulet 50 i den första hypoidväxeln 48, 50 och beläget på utsidan av pinjongen 68. Hypoidhjulet 70 är medelst skruvar 72 fast förbundet med tilthuset 30.

Vid rotation av den andra primära drivaxeln 66, som koaxiellt omsluter den första primära drivaxeln 46 i robotarmen 24, överföres sålunda rotationsrörelsen v;a :en cylindriska kuggväxeln 64, 62 till den andra sekun:=:. drivaxeln 56, vilken i sin tur via den andra hypc;: 68, 70 överför rotationen till tilthuset 30 och ce' lagrade vridskivan 32 kring axeln A.

I enlighet med ett föredraget utförande av handledsnrrai -- enligt uppfinningen är - såsom framgår i fig. 2 - centrum- axlarna D och E hos de sekundära drivaxlarna 36, 56 och därmed deras cylindriska kugghjul 42, 62 belägna på samma sida om ett centralt mittplan F genom de koaxiella cylind- riska kuggdreven 44, 64. Detta medför att det blir möjligt att samtidigt justera kuggingreppet och därmed glappet mellan de båda cylindriska kuggvaxlarna 44, 42 respektive 64, 62 medelst en liten radiell förskjutning av hela handledshuset 12 i riktningen för pilen P i fig. 2. Detta åstadkommes genom att lossa det icke visade skruvförbandet mellan huset 12 och armen 24 och ansätta ett icke visat yttre justeringsverktyg mot huset 12, som genom radiell inställning av huset, vilken medges av genomföringshålen 10 15 20 25 30 35 508 735 6 26, kan inställa kugglappet i växlarna till önskat värde, företrädesvis till glappfrihet.

Genom att handledshuset 12 är utformat i ett stycke, är i den övre gaffelskänkeln 16 i fig. 1 upptagen en tillräckligt stor öppning för att medge införing och montering av tilthuset 30 och hypoidhjulen 50, 70. Denna öppning tillslutes efter monteringen medelst ett täcklock 74, som fästes i huset 12 medelst skruvar 76. En i locket 74 av en bult 78 uppburen bärskiva 80 fasthàller ett övre koniskt rullager 82, vars yttre lagerbana centrerar hypoidhjulet 70 och den övre änden av tilthuset 30. Ett axialnållager 84 i locket 74 stödjer utsidan av hypoidhjulet 70.

Vidare är hypoidhjulet 50 i den första hypoidväxeln stött på sin utsida av ett axialnållager 86 och ett koniskt rullager 88 i den undre gaffelskänkeln 14, varjämte ett koniskt rullager 90 mellan det koniska kuggdrevet 52 och tilthuset 30 samt ett axialnållager 92 på insidan av hypoidhjulet 50 tillförsäkrar radiell och axiell lagring av tilthuset 30 på uppträder i kuggväxeln 52, 54 under drift, upptas så i den sådant sätt, att reaktionskrafter, som undre gaffelskänkeln 14, att ingen kraft överföres till den övre gaffelskänkeln 16 som strävar att isärföra gaffel- skänklarna 14, 16. Härigenom kan huset 12 formas av lättare och svagare aluminiummaterial utan att hâllfastheten och styvheten hos huset äventyras. Genom att hypoidhjulen 50, 70 är placerade på utsidan av respektive pinjong 48, 68 kan de lagras axiellt i samma husdel som pinjongen, varigenom man kan hindra reaktionskrafterna från hypoidväxlarna att isärföra tilthuset 30 från någondera av handledshusets gaffelskänklar 14, 16.

Användning av hypoidväxlar medför att handledshuset 12 kan göras mycket smalt och kompakt.

Claims (3)

10 l5 20 25 30 LH CD 00 \J 94 ul 7 Patentkrav

1. Handledsenhet till en industrirobot, innefattande ett handledshus (12), vilket är avsett att lösbart fixeras pà en yttre ände av en robotarm (24) och i vilket är svängbart lagrat ett tilthus (30), som i sin tur uppbär en roterbart lagrad vridskiva (34) på vilken kan monteras ett yttre arbetsredskap, varvid i handledshuset (12) är roterbart lagrade första och andra sekundära drivaxlar (36, 56) med vardera en ingång (40, 60), där varje ingàngsände (40, 60) uppbär ett kugghjul (42, 62) för ingrepp med ett respektive kuggdrev (44, 64) på en respektive primär drivaxel (46, 66) i robotarmen (24), vilka kuggdrev (44, 64) är anordnade in- bördes koaxiella och axiellt åtskilda, och där den första sekundära drivaxeln (36) via en respektive första växel (48, 50) kan rotera vridskivan kring en första axel (B) och den andra sekundära drivaxeln (56) via en respektive andra växel (68, 70) kan svänga tilthuset (30) kring en andra axel (A), som korsar den första axeln (B), kännetecknad av att kugg- hjulen (42, 62) och kuggdreven (44, 64) - sett i en ändvypro- jektion - är sà inbördes placerade, att en tänkt linje, som sträcker sig genom centrumen (D, E) hos kugghjulen (42, 62), ligger på avstånd från centrum hos kuggdreven (44, 64), och att handledshuset (12) är radiellt ställbart fixerbart pà änden av robotarmen (24) i och för inställning av kugglappet mellan à ena sidan kuggdreven (44, 64) pà de primära drivax- larna (46, 66) och à andra sidan kugghjulen (42, 62) på de sekundära drivaxlarna (36, 56).

2. Handledsenhet enligt krav 1, kännetecknad av att kugg- hjulen (42, 62) och kuggdreven (44, 64) är cylindriska.

3. Handledsenhet enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att handledshuset (12) är utformat i ett enda stycke.