SE516448C2 - Anordning för utbalansering av en arm hos en industrirobot samt användning av anordningen - Google Patents

Description

25 30 35 516 448 2 industrirobot, där gascylinderenheten är ledbart infäst vid sin ena ände i en basdel och med sin ände i armen på ett ställe på denna, som i ett utskjutet tillstånd hos kolv- stången ligger på motsatt sida om armens svängningscentrum relativt infästningspunkten på basdelen, varvid gascylinder- enheten är laddad med ett gastryck, som med huvudsakligen konstant kraft strävar att lyfta armen till ett huvudsakligen uppåtriktat neutralläge, i vilket en cylinderenhetens infäst- ningspunkter förbindande linje sträcker sig genom armens svängningsaxel.

Uppfinningen avser också en användning av en dylik gasfjäder- anordning för utbalansering av en arm hos en upphängd indu- strirobot, där gascylinderenheten är ledbart infäst vid sin ena ände i en gasdel och med sin andra ände i armen på ett ställe på denna, som i ett inskjutet tillstånd hos kolv- stången ligger på samma sida om armens svängningscentrum relativt infästningspunkten på basdelen, varvid gascylinder- enheten är laddad med ett gastryck, som med huvudsakligen konstant kraft strävar att lyfta armen från ett huvudsakligen nedàtriktat neutralläge, i vilket en förlängning av en cylin- derenhetens infästningspunkter förbindande linje sträcker sig genom armens svängningsaxel.

Vid både golvstående och hängande typ av industrirobot strä- var sålunda gascylinderenheten att lyfta eller resa armen mot verkan av därpå utövade tyngdkraftsmoment för att utbalansera dessa.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken: fig. 1 är en delvis sektionerad sidovy av en gasfjäder enligt uppfinningen; fig. 2 visar en gasfjäder enligt fig. 1 monterad för utbalan- sering av en arm hos en golvstående industrirobot; och 10 15 20 25 30 35 516 448 3 fig. 3 visar en gasfjäder enligt fig. 1 monterad för utbalan- sering av en arm hos en hängande industrirobot.

Med hänvisning till ritningen och särskilt fig. 1 visas en gasfjäderanordning 10 enligt uppfinningen, avsedd för statisk utbalansering av en arm hos en industrirobot. Gasfjäderanord- ningen 10 innefattar ett cylinderhus 12, i vilket är för- skjutbart lagrad en kolv 14 med en samhörande kolvstàng 16, som sträcker sig ut ur ena änden av cylinderhuset 12. Den motsatta änden av cylinderhuset 12 har ett fästöra 18 för ledbar fixering av cylinderhuset 12 pà en första fast eller rörlig konstruktionsdel. Den fria änden av kolvstàngen 16 uppvisar likaså ett fästöra 20 för ledbar förbindning av kolvstàngen 16 med en andra konstruktionsdel, som är rörlig relativt den första konstruktionsdelen. I cylinderhuset 12 är vidare fast monterad en styrning 22 för kolvstàngen 16, var- vid i den bakre delen av styrningen 22 är inlagd tätnings- ringar 24 och 26 för att förhindra tryckgas på höger sida om kolven 14 i cylinderhuset 12 att strömma ut mellan styrningen 22 och kolvstàngen 16. En avstrykare 28 är placerad vid den högra änden av styrningen 22 och anligger mot utsidan av kolvstàngen 16. En O-ring 30 tätar utsidan av styrningen 22 mot insidan av cylinderhuset 12. Kolven 14 uppbär på sin periferiyta en styrring 32 för att underlätta kolvens slag- rörelse inuti cylinderhuset 12 och som tillåter tryckmediet, d.v.s. gasen, inuti cylinderhuset 12 att vid kolvens 14 för- skjutningsrörelse överströmma kolven från den ena sidan av denna till den andra. I den bakre gaveländen 34 av cylinder- huset är inbyggd en backventil 36, genom vilken cylinderhuset kan fyllas med lämpligt gasmedium, företrädesvis kvävgas, till önskat laddningstryck. En plugg 38 tillsluter öppningen till ventilen 36.

Enligt ett föredraget utförande av gasfjäderanordningen enligt uppfinningen är på den gasinloppsventilen 36 motsatta gaveländen av cylinderhuset 12 monterat ett skyddsrör 40 för- 10 15 20 25 30 35 516 448 4 den ut ur huset utskjutande kolvstàngen 16, varvid skydds- röret 40 vid sin yttre ände uppbär en mot kolvstàngen anlig- gande avstrykare 42 av elastiskt material. Skyddsröret 40 med avstrykaren 42 har till uppgift att skydda kolvstàngen 16 mot slag och àverkan samt förhindra, särskilt i smutsiga arbets- miljöer, såsom vid användning av gasfjädrar på en industri- robot i ett gjuteri eller liknande, att smuts och partiklar tränger in och skadar tätningsringarna 24, 26. I enlighet med uppfinningen befinner sig härvid avstrykaren 42 på ett av- stånd från dessa tätningsringar 24, 26, som är större än den aktuella slaglängden hos kolvstàngen 16, vilket medför att eventuella repor, som kan bildas på kolvstàngen 16 vid av- strykaren 42 utav därvid uppfångade smutspartiklar, ej kan nå ända in till tätningsringarna 24, 26 och där möjliggöra läckage av tryckgasen förbi tätningarna. Detta medför att livslängden hos tätningsringarna 24, 26 kan väsentligt för- längas.

I fig. 2 visas en föredragen tillämpning av en gastryckfjäder enligt uppfinningen för statisk utbalansering av en underarm hos en golvstàende industrirobot. Cylinderdelen 12 av gasfjä- deranordningen 10 är vertikalt ledbart förbunden med en kring en icke visad vertikal axel roterbart lagrad basdel 44 över en genom örat 18 insatt ledtapp 46. Basdelen 44 uppbär en kring en horisontell axel 48 vertikalt svängbar underarm 50, vilken skall statiskt utbalanseras medelst gasfjäderanord- ningen 10 enligt uppfinningen. Örat 20 pà den yttre änden av kolvstàngen 16 är medelst en ledtapp 52 ledbart infäst i armen 50 vid ett ställe på denna, som ligger pà den ledtappen 46 motsatta sidan av armens 50 svängningsaxel 48. I det i fig. 2 visade läget befinner sig gasfjäderanordningen 10 i ett maximalt utskjutet tillstånd, i vilket armen 50 befinner sig i ett uppàtriktat neutralläge, varvid en linje, som för- binder ledcentrumen för ledtapparna 46, 52, sträcker sig genom armens 50 ledaxel 48 så att gasfjädern 10 ej utövar något svängningsmoment på robotarmen 50. Sá snart armen 50 10 15 20 25 30 35 516 448 5 svänges åt endera hållet från sitt neutralläge inskjutes kolvstången 16 i cylinderhuset 12, varvid den undanträngda tryckgasen i utrymmet till vänster om kolven 14 strömmar över till den högra sidan under en viss kompression av gasen till följd av den volym som själva kolvstången 16 undantränger vid inskjutningen i cylindern 12. Genom att kolvarean på höger sida om kolven 14 är mindre än kolvarean på den vänstra sidan verkar ständigt en huvudsakligen konstant tryckkraft pá kol- ven 14 i en riktning som strävar att skjuta ut kolvstången 16 ur cylindern 12 för att utöva ett balanseringsmoment på armen 50 som vill svänga denna till det i fig. 2 visade, uppátrik- tade neutralläget.

I fig. 3 visas en alternativ placering av gastryckfjädern enligt uppfinningen för statisk utbalansering av en överarm 50' hos en takhängd industrirobot, d.v.s. där basdelen 44' är monterad på undersidan av en överliggande bärdel 54 med armen 50' riktad nedåt. Vid ett sådant arrangemang är gascylinder- enheten 10' monterad på sådant sätt, att båda dess infäst- ningsställen 46', 52' ligger på samma sida om armens 50' svängningscentrum 48' i ett inskjutet tillstànd hos kolv- stången l6'. I ett väsentligen nedåtriktat neutralläge hos armen 50' ligger då infästningspunkterna 46', 52' i linje med svängningscentrumet 48'. Även vid detta alternativa arrange- mang av gascylinderenheten 10' strävar densamma att vilja lyfta eller resa upp armen 50' mot verkan av därpå utövade tyngdkraftsmoment.

Tack vare gasfjädern enligt uppfinningen erfordras mindre krafter för att accelerera och bromsa upp svängningsrörelsen av armen under robotens arbete. Kolvstångsskyddet 40, 42 tillförsäkrar härvid en mångfaldigt längre livslängd än tidigare kända gasfjäderkonstruktioner, vilket möjliggör användning av dylika enkla, slutna gasfjädrar pà industri- robotar i smutsiga arbetsmiljöer utan risk för läckage över tätningsringarna 24, 26 på grund av repor på kolvstången 16.

Claims (4)

10 15 20 25 30 35 n u n n oo 5 16 44 8 lïï* šïï; - f; - Iï= Patentkrav

1. Gasfjäderanordning, särskilt för statisk utbalansering av en arm hos en industrirobot, innefattande en sluten gas- cylinderenhet (10), bestående av ett cylinderhus (12) och en däri begränsat förskjutbar kolv (14) med en ut ur cylinder- huset (12) utskjutande kolvstång (16), kännetecknad av att gascylinderenheten (10) innefattar ett från cylinderhuset (12) utskjutande skyddsrör (40) för kolvstàngen (16), vilket uppbär en mot kolvstàngen anliggande avstrykarring (42), belägen pà ett avstånd från en mot kolvstàngen (16) anligg- ande tätningsring (24, 26) i cylinderhuset som är längre än kolvstångens (16) maximala slaglängd.

2. Användning av en gasfjäderanordning enligt krav 1 för statisk utbalansering av en arm (50) hos en golvstående industrirobot, kännetecknad av att gascylinderenheten (10) är ledbart infäst vid sin ena ände i en basdel (44) och med sin ände i armen (50) på ett ställe (52) pà denna, som i ett utskjutet tillstànd hos kolvstàngen (16) ligger på motsatt sida om armens (50) svängningscentrum (48) relativt infäst- ningspunkten (46) på basdelen (44), varvid gascylinderenheten (10) är laddad med ett gastryck, som med huvudsakligen konstant kraft strävar att lyfta armen (50) till ett huvud- sakligen uppàtriktat neutralläge, i vilket en cylinderen- hetens infästningspunkter (46, 52) förbindande linje sträcker sig genom armens (50) svängningsaxel (48).

3. Användning av en gasfjäderanordning enligt krav 1 för statisk utbalansering av en arm (50') hos en upphängd in- dustrirobot, kännetecknad av att gascylinderenheten (10') är ledbart infäst vid sin ena ände i en gasdel (44') och med sin andra ände i armen (50') på ett ställe (52') på denna, som i ett inskjutet tillstånd hos kolvstàngen (16') ligger på samma sida om armens (50') svängningscentrum (48') relativt infäst- ningspunkten (4É') på basdelen (44'), varvid gascylinder- enheten (10') är laddad med ett gastryck, som med huvudsakli- 10 n n o n nu 516 448 n n . o e n ø o e : nu .7 gen konstant kraft strävar att lyfta armen (50') från ett huvudsakligen nedåtriktat neutralläge, i vilket en förläng- ning av en cylinderenhetens infästningspunkter (46', 52') förbindande linje sträcker sig genom armens (50') svängnings- axel (48').

4. Användning enligt krav 2 eller 3, kännetecknad av att cylinderhuset (l2; l2') är ledbart infäst i basdelen (44; 44'), medan kolvstàngens (16: 16') ytterände är ledbart infäst i robotarmen (50: 50').