SE539113C2 - Ett system för att docka en flyttbar plattform och användning av systemet - Google Patents

Description

Ett system för att docka en flyttbar plattform, och användning av systemet Tekniskt område Föreliggande uppfinning avser ett system för dockning av en flyttbar plattform anpassad för att bära en manipulator i förhållande till en arbetsstation. Uppfinningen avser också användning av dockningssystemet.

Uppfinningens bakgrund och tidigare känd teknik I många mindre fabriker sker tillverkningen vid flera olika arbetsstationer som innehåller en eller flera fasta maskiner. Manipulatorer, såsom en robot, betjänar maskinerna eller utför arbetsuppgifter och kan användas för att öka produktiviteten, kostnadseffektivisera, öka kvalitén eller ta bort monotona och farliga arbetsuppgifter. Det är vanligtvis inte ekonomiskt försvarbart att installera en robotanordning vid varje arbetsmaskin om arbetsmaskinen har låg användningsgrad eller seriestorleken för liten. För mindre serier används manuell hantering av maskinerna. Det finns därmed ett behov av att på ett enkelt sätt kunna flytta en robotenhet mellan olika arbetsstationer för att erhålla ett optimalt användande av roboten och åstadkomma enkel manuell tillgång till maskinerna.

För att förbättra användningsgraden av roboten placeras roboten på en flyttbar plattform, vilken är möjlig att förflytta mellan arbetsstationerna och ansluta till åtminstone en dockningsstation placerad vid varje arbetsstation. Den flyttbara plattformen kan flyttas manuellt för hand eller med en så kallad "Automatic Guided Vehicle (AGV)". AGVn kan också vara en del av plattformen. Genom att ansluta den flyttbara plattformen till dockningsstationen blir den flyttbara plattformen fixerad i en definierad position i förhållande till arbetsstationen. Det är viktigt att roboten har en definierad position i förhållande till arbetsstationen för att det ska vara möjligt för den att utföra komplexa och precisa operationer, såsom svetsning, limning, målning, slipning, plockning, sammansättning etc. vid arbetsstationen.

U.S 2009/00906182 visar en robot som rör sig längs ett flertal fördefinierade banor mellan ett flertal arbetsstationer. Längs banan stannar roboten vid varje arbetsstation och utför arbete vid varje arbetsstation.

WO2010/043640 visar ett industrirobotsystem för att utföra arbete på ett flertal arbetsstationer. Varje arbetsstation är försedd med en dockningsstation innefattande utstickande element som sträcker sig in i arbetsområdet. Roboten flyttas mellan arbetsstationerna med hjälp av en flyttbar plattform. En anslutningsanordning och en låsanordning är anordnade att ansluta och låsa plattformen till dockningsstationen. Ett problem med dockningsstationen som visas i WO2010/043640 är att den skjuter ut och på så sätt blir ett hinder i robotens arbetsområde.

Sammanfattning av uppfinningen Ändamålet med föreliggande uppfinning är att tillhandhålla ett förbättrat dockningssystem. Detta ändamål åstadkommes med ett system såsom definieras i krav 1.

Systemet för dockning av en flyttbar plattform anpassat för att bära en manipulator, såsom en robot, i förhållande till en arbetsstation. Systemet innefattar ett flertal utstickande element fästa vid plattformen och en dockningsstation som är avsedd att anordnas vid arbetsstationen. Dockningsstationen innefattar ett flertal urtagningar som är anpassade att ta emot de utstickande elementen. På så sätt kan plattformen positioneras i förhållande till arbetsstationen. Systemet kännetecknas av att var och en av urtagningarna innefattar en positioneringssektion, vilken definierar ett utrymme och en stödjande sektion som är avsmalnande i riktning mot positioneringssektionen och har åtminstone en stödyta. Stödytan sluttar i riktning mot positioneringssektionen. De utstickande elementen skjuter ut och bort från en bottenyta hos plattformen. Den yttre änden hos var och en av nämnda utstickande element innefattar en positioneringsdel utformad att åtminstone delvis passa in i nämnda utrymme, och en anliggningsdel som har en anliggningsyta. Anliggningsytan är avsmalnande i riktning mot positioneringsdelen, och anliggningsytan är anpassad att vila på stödytan när positioneringsdelen är inpassad i nämnda utrymme.

Dockningssystemet enligt uppfinningen utför dockning nedåt i en riktning från plattformen och mot golvet. Dockningsstationen kan vara mycket tunn, till exempel, i form av en tunn platta positionerad på golvet, eller nedsänkt i golvet. Företrädesvis är dockningsstationen plattformig, det vill säga i form av en dockningsplatta. Dockningsstationen utformas så att den kan monteras i nivå med golvet och utan någon utskjutande del. På så sätt kommer dockningsstationen inte att utgöra ett hinder i robotens arbetsområde och kommer inte att vara i vägen vid manuell hantering eller vid underhåll av maskinen eller arbetsstationen.

Dockningsstationen är fastsatt i golvet och den flyttbara plattformen är positionerad ovanför dockningsstationen när plattformen är dockad vid dockningsstationen. På så sätt undviks en utskjutande dockningsstation.

De utstickande elementen skjuter ut bort från en bottenyta hos plattformen i riktning mot golvet, och på så sätt skjuter de inte ut från en sida av plattformen inne i arbetsområdet vid arbetsstationen. De utstickande elementen upptar inte utrymme och är inte något hinder för arbetare eller personer som betjänar maskinerna. Med det nya systemet blir mer utrymme tillgängligt vid arbetsstationen. Vidare ökar säkerheten för arbetarna vid arbetsstationerna.

Positioneringsdelen och positioneringssektionen ger en precis och definierad positionering av plattformen i ett horisontellt plan definierat av en jordyta eller golv och skär den centrala axeln. Anliggningsdelen och den stödjande sektionen ger en precis positionering i en vertikal riktning.

Emellertid är ett problem med dockning nedåt att efter ett tag kommer smuts och damm att hamna i urtagningarna i dockningsstationen och detta kommer att minska noggrannheten hos positioneringen av plattformen. Dammpartiklar kan påverka positionen av plattformen i en axiell eller vertikal riktning. Enligt uppfinningen avsmalnar den stödjande sektionen i riktning mot positioneringssektionen. Därmed sluttar ytan hos stödsektionen i riktning mot positioneringssektionen. Sluttningen hos stödsektionen hos urtagningen gör det möjligt för dammpartiklar att glida på ytan hos den stödjande sektionen och in i positioneringssektionen. På så sätt kommer damm och smuts inte att ligga kvar på stödytan och kommer att samlas på en bottenyta hos utrymmet. På så sätt kommer smuts och damm inte att påverka precisionen hos plattformen.

Den avsmalnande formen på stödytan åstadkommer också en effektiv styrning och stabilisering av det utstickande elementet inne i utrymmet.

Uppfinningen tillhandahåller ett enkelt och robust dockningssystem varvid plattformen kan styras in i en exakt position. Dockningssystemet innehåller få delar som kan enkelt installeras i existerande plattformar och arbetsstationer.

Enligt en utföringsform av uppfinningen har stödytan en vinkel otii förhållande till en central axel hos urtagningen, och vinkel otihos stödytan är mellan 30 och 70°, företrädesvis mellan 35 och 65°, och mest företrädesvis mellan 40 och 55°. Vinkeln otiär anpassad att hjälpa till vid positioneringen hos det utstickande elementet i urtagningen för att åstadkomma effektiv styrning och stabilisering av det utstickande elementet in i utrymmet. Vinkeln otiär utvald så att den stödjande sektionen ger ett tillräckligt stöd för anliggningsdelen och samtidigt möjliggör att damm glider från den stödjande ytan in i urtagningen. Lutningen hos den stödjande delen är sådan att damm och smuts inte stannar kvar på den stödjande ytan, utan slutningen hamnar på en bottenyta i utrymmet. På så sätt kan dammet inte påverka positioneringen eller stabiliseringen av plattformen i vertikal riktning.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är positioneringssektionen och positioneringsdelen utformade så att ett hålrum bildas mellan en botten hos positioneringssektionen och positioneringsdelen, när positioneringsdelen är inpassad i utrymmet. Hålrummet mellan botten hos urtagningen och den yttre änden av det utstickande elementet utgör utrymmet som behövs för att samla damm och smuts (härefter benämnt damm) som kan tänkas ansamlas i urtagningen. Tack vare hålrummet kan dammet inte påverka positioneringen eller stabiliseringen av plattformen när den är dockad i dockningsstationen.

Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen har hålrummet en höjd som är åtminstone 0,1 mm, företrädesvis åtminstone 0,5 mm, och mest företrädesvis åtminstone 1 mm. I en utföringsform är höjden åtminstone 3 mm. Höjden är anpassad för att förhindra smuts att samlas i utrymmet och på så sätt påverka positionen av positioneringsdelen i en vertikal riktning och på så sätt ge noggrann positionering i vertikal riktning.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar var och en av urtagningarna en trattformad styrsektion som är avsmalnande i riktning mot den stödjande sektionen, och styrsektionen har en styryta definierande en vinkel i förhållande till centrumaxeln hos urtagningen, och vinkeln som definieras av styrytan är lika med eller större än vinkeln som definieras av stödytan. Det kan vara svårt att positionera plattformen i rätt position i förhållande till dockningsstationen. Styrytan hjälper till vid positionering av plattformen i horisontalled. Om de utstickande elementen placeras något vid sidan av urtagningen kommer styrytan att leda det utstickande elementet mot stödytan och in i urtagningen. Detta förbättrar positioneringsproceduren för plattformen i förhållande till arbetsstationen. På så sätt förbättras effektiviteten hos dockningen av systemet och manipulatorn.

Företrädesvis är vinkeln som definieras av styrytan större än vinkeln som definieras av stödytan. Lutningen hos stödytan är företrädesvis brantare än lutningen hos styrytan för att säkerställa att inga dammpartiklar kommer att finnas kvar på stödytan och på så sätt negativt påverka precisionen av positioneringen av plattformen. Om dammpartiklar finns kvar på styrytan påverkar det precisionen av positioneringen av plattformen. Lutningen hos styrytan bör vara sådan att positioneringsdelen tillåts glida över styrytan med hjälp av gravitationen. Emellertid påverkas storleken hos styrarean i ett horisontalplan toleranserna vid positioneringen av plattformen i förhållande till dockningssektionen under dockningen. En större storlek på styrarean i ett horisontalplan ökar toleranserna hos positioneringen av plattformen relativt dockningssektionen.

Positioneringsdelen bör glida på styrytan i en riktning mot stödsektionen. När positioneringsdelen når stödytan kommer positioneringsdelen att glida på stödytan i riktning mot positioneringssektionen tills positioneringsdelen passar in i utrymmet som definieras av positioneringssektionen. På så sätt kommer styrsektionen och stödsektionen att underlätta placeringen eller positioneringen av det utstickande elementet i urtagningen.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är vinkeln0:2hos styrytan definierad av en ekvation tan (90° - 0:2) > u., varvid u. är den statiska friktionskoefficienten mellan styrytan och positioneringsdelen. Vinkeln 02 väljs så att den yttre änden hos det utstickande elementet tillåts glida över styrytan med hjälp av gravitationen. Vinkeln02beror på friktionen mellan styrytan och positioneringsdelen. Om det är en låg friktion mellan styrytan och positioneringsdelen kan vinkeln02hos styrytan vara större än om det är en hög friktion mellan styrytan och positioneringsdelen.

Enligt en vidare utföringsform av uppfinningen är urtagningen rotationssymmetrisk och ett radiellt avstånd mellan en övre periferi hos styrytan och en nedre periferi hos stödytan är mer än 5 mm. För att förbättra dockningsproceduren behöver det utstickande elementet passa in i urtagningen på ett snabbt och effektivt sätt. Om avståndet är för litet behövs mer tid för att positionera det utstickande elementet ovanför urtagningen innan det utstickande elementet leds mot utrymmet.

Enligt en utföringsform av uppfinningen är urtagningen, anliggningsdelen och positioneringsdelen rotationssymmetriska. Om urtagningen är symmetrisk i förhållande till centrumaxeln kommer detta att vidare underlätta placeringen eller positioneringen av det utstickande elementet i utrymmet.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen är åtminstone en del av positioneringsdelen cylindriskt formad. Företrädesvis cirkulärcylindrisk. Detta ger en enkel och robust struktur som kan tillverkas till en relativt låg kostnad jämfört med andra former för dessa delar.

Enligt en vidare utföringsform av uppfinningen är de utstickande elementen utformade som ben anordnade att stödja plattformen. I en utföringsform innefattar plattformen tre eller fyra utstickande element eller ben. Åtminstone två utstickande element behövs för att styra eller positionera plattformen till en noggrann och korrekt position i horisontalled. Åtminstone tre utstickande element behövs för att styra eller positionera plattformen i en korrekt eller noggrann axiell riktning. För en fullständig stabilitet och balans hos plattformen kan det vara lämpligt att plattformen har fyra utstickande element.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar var och en av de utstickande elementen en distansdel anordnad mellan plattformen och nämnda yttre ände. En längd av de utstickande elementen kan varieras genom att ändra längden på distansdelen. Distansdelen skapar ett utrymme mellan plattformen och bottenytan hos dockningsstationen. Detta utrymme ger rum för en gaffel hos en manuell palltruck eller AGV-truck för att lyfta plattformen och transportera plattformen till en ny position såsom en annan arbetsstation. Nämnda avstånd kan också användas för att montera hjul under plattformen som kan lyftas eller sänkas för att få de utstickande elementen in i urtagningarna. Om plattformen har hjul, kan en ensam AGV vara ansluten till plattformen och dra plattformen till önskad position.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattas systemet vidare en låsanordning utformad att låsa plattformen till dockningsstationen när det utstickande elementet är infogad i utrymmet, varvid låsanordningen är utvald från gruppen av ett elektromagnetiskt lås, ett vakuumlås, ett parande lås innefattande en låsanordning och en mottagande anordning.

För att vidare förbättra stabiliteten hos dockningssystemet kan en låsanordning användas för att låsa den dockade plattformen till dockningsstationen. Genom en sådan stabil anslutning kommer positionen av plattformen vid dockningsstationen att påverkas mindre av rörelser hos manipulatorn som är placerad på plattformen.

Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen innefattas systemet vidare en låsanordning konfigurerad att låsa plattformen till dockningsstationen när det utstickande elementet är infogad i utrymmet, varvid låsanordningen innefattar en låsanordning och en mottagande anordning, varvid låsanordningen är anordnad på en av plattformen och dockningsstationen och den mottagande anordningen är anordnad på den andra av plattformen och dockningsstationen.

Enligt en vidare utföringsform av uppfinningen är låsanordningen utvald från gruppen innefattande en låsstång, en låspinne, en låsboll, en låsexpander, en låsspik och en låsskruv, och den mottagande anordningen är anordnad att ta emot låsanordningen och är utvald från gruppen innefattande en skåra, ett hål, ett gängat hål, en indragning. Olika typer av låsanordningar för att erhålla en stabil låsning kan användas och enkelt installeras på plattformen och dockningsstationen.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen ska nu förklaras närmare genom beskrivning av olika utföringsform er av uppfinningen och med hänvisning till de bifogade figurerna. Fig. 1 visar ett exempel på en plattform med fyra utstickande element i en vy sedd underifrån.

Fig. 2 visar en sidovy av plattformen som visas i figur 1.

Fig. 3 visar ett tvärsnitt av ett första exempel av en yttre ände av det utstickande elementet. Fig. 4 visar ett tvärsnitt av ett andra exempel av en yttre ände hos ett utstickande element.

Fig. 5 visar en vy ovanifrån av ett exempel på en dockningsstation.

Fig. 6 visar en perspektivvy av ett exempel på en urtagning.

Fig. 7 visar ett tvärsnitt genom urtagningen som visas i figur 6.

Fig. 8 visar ett tvärsnitt av ett utstickande element positionerad i en urtagning.

Fig. 9 visar en manipulator positionerad på en plattform och dockad i en dockningsstation.

Detaljerad beskrivning av olika utföringsformer av uppfinningen Figur 1 och 2 visar ett exempel på en flyttbar plattform 1. Figur 1 visar en vy sedd nedifrån av plattformen och figur 2 visar en sidovy av plattformen. Den flyttbara plattformen 1 har en toppyta 2a och en bottenyta 2b. Ytorna sträcker sig längs ett horisontalplan parallellt med golvet F. Ett flertal utstickande element 3 skjuter ut från bottenytan av plattformen och kan vara utformade som ben som stöttar plattformen. Plattformen kan ha två, tre eller flera ben. I denna utföringsform är plattformen försedd med fyra ben för att stötta plattformen. De utstickande elementen 3 kan vara fixerat fastsatta till plattformen. Även de utstickande elementen 3 kan vara linjärt rörliga relativt plattformen. Plattformen kan också vara försedd med hjul. Hjulen kan vara fixerade för att stötta plattformen, eller rörliga relativt plattformen. Figurerna 3 och 4 visar två exempel på utstickande element 3a och 3b. De utstickande elementen 3a-b sträcker sig längs en central axel 12a, 12b. En yttre ände 4a, 4b hos det utstickande elementet innefattar en positioneringsdel 6 och en anliggningsdel 7 som har en anliggningsyta 8. Den yttre änden 4a, 4b hos det utstickande elementet 3a-b är företrädesvis rotationssymmetrisk i förhållande till den centrala axeln. I detta exempel är positioneringsdelen 6 cylindrisk och anliggningsdelen 7 är koniskt formad. Den yttre kanten hos positioneringsdelen kan vara rundad eller avfasad för att underlätta för positioneringsdelen att glida på styrytan. Företrädesvis är positioneringsdelen 6 cirkulärcylindrisk. Emellertid kan formen på positioneringsdelen 6 och anliggningsdelen 7 vara triangulär, rektangulär, kvadratisk eller ha andra former. Positioneringsdelen haren höjd hl, såsom visas i figur 8. En distansdel 10, 10a, 10b är anordnad mellan plattformen 1 och den yttre änden 4a-b. Den yttre änden 4a, 4b och distansdelen 10, lOa-b kan vara anordnade som två separata delar anslutna till varandra. Såsom visas i figur 3 kan den yttre änden 4a innefatta en tredje del 9 och en anslutande del 11.

Positioneringsdelen 6 är placerad vid änden av den yttre änden 4a, 4b. En bottenyta 13 kan vara platt, konisk eller konkav. Från bottenytan sträcker sig ytan hos positioneringsdelen 6 uppåt längs den centrala axeln i riktning mot plattformen. Ytan kan sträcka sig parallellt eller huvudsakligen parallellt med axeln eller med en vinkel (ej visad) i förhållande till axeln 12a, 12b.

Anliggningsdelen 7 sträcker sig från positioneringsdelen 6. Anliggningsytan 8 är avsmalnande i riktning mot positioneringsdelen 6 såsom visas i figurerna 3 och 4. Därmed sträcker sig anliggningsytan i en vinkel (31 i förhållande till den centrala axeln 12a, 12b. Den tredje delen 9 sträcker sig från anliggningsdelen 7. Ytan hos den tredje delen 9 kan vara avsmalnande i riktning mot anliggningsdelen såsom visas i figur 3. Härmed sträcker sig ytan hos den tredje delen i en vinkel (32 i förhållande till den centrala axeln 12a, 12b. Den valbara anslutningsdelen 11 kan sträcka sig från den tredje delen. Ytan hos den anslutande delen kan sträcka sig parallellt eller huvudsakligen parallellt med den centrala axeln.

Figur 5 visar ett exempel på en dockningsstation 20 sedd från ovan. Dockningsstationen 20 är plattformig för att vara så tunn som möjligt. Med plattform menas att höjden hos dockningsstationen är väsentligen mindre än längden av dockningsstationen. I denna utföringsform är dockningsstationen u-formad. Emellertid kan dockningsstationen ha andra former, såsom fyrkantig eller triangulär.

Dockningsstationen 20 har ett flertal urtagningar 24 för att placera plattformen i en korrekt eller definierad position. Dockningsstationen är anpassad att sättas fast vid golvet och kan placeras på en jordnivå eller ett golv, eller dockningsstationen kan placeras eller fällas ned i golvet. Om dockningsstationen är placerad i golvet finns det inga element hos dockningsstationen som skjuter upp från golvet. Detta förbättrar säkerheten för arbetare vid arbetsstationen.

Dockningsstationen 20 kan ha två, tre eller fyra urtagningar 24. Antalet urtagningar motsvarar antalet utstickande element hos plattformen. Dockningsstationen har anslutningsmedel 22 för att ansluta stationen till golvet.

Figur 6 visar en perspektivvy av ett exempel på en urtagning. Figur 7 visar ett tvärsnitt av urtagningen som visas i figur 6. Såsom visas i figurerna 6 och 7 innefattar urtagningen en positioneringssektion 26 definierande ett utrymme för att ta emot positioneringsdelen 6 hos det utstickande elementet, och en stödjande sektion 29 avsmalnande i riktning mot positioneringssektionen och som har en stödyta 30. I detta exempel är positioneringssektionen 26 cylindrisk och stödsektionen 29 är trattformad. Var och en av urtagningarna 24 kan vidare innefatta en trattformig styrsektion 32 som är avsmalnande i riktning mot stödsektionen 29, varvid styrsektionen haren styryta 33.

Urtagningen sträcker sig längs en central axel 34 som sträcker sig tvärs horisontalplanet. Urtagningen är företrädesvis rotationssymmetrisk i förhållande till den centrala axeln. Emellertid kan formen på urtagningen vara cirkulär, triangulär, rektangulär eller kvadratisk. Formen hos positioneringssektionen 26 och stödsektionen 29 är anpassad att passa in med formen hos positioneringsdelen 6 och anliggningsdelen 7. Formen hos positioneringsdelen 6 bör åtminstone delvis motsvara formen hos positioneringssektionen 26. Således, om formen hos positioneringsdelen 6 är cylindrisk är formen hos positioneringssektionen 26 företrädesvis också cylindrisk. Diametern hos positioneringsdelen 6 och positioneringssektionen 26 borde således vara ungefär lika. Emellertid är höjden hos positioneringssektionen 26 företrädesvis högre än höjden hos positioneringsdelen 6 för att tillåta ansamling av smuts och damm.

Figur 8 visar ett tvärsnitt av ett utstickande element positionerad i en urtagning. Positioneringssektionen 26 är placerad vid änden av urtagningen. En bottenyta 41 hos positioneringssektionen 26 kan vara platt, konisk eller konvex.

Från bottenytan 41 sträcker sig ytan hos positioneringssektionen 26 uppåt längs den centrala axeln 34 i en riktning mot golvet. Positioneringssektionen har en höjd h2. Ytan kan sträcka sig parallellt eller huvudsakligen parallellt med den centrala axeln 34 hos urtagningen, eller vid en vinkel (ej visad) i förhållande till den centrala axeln. I en alternativ utföringsform har urtagningen inte någon botten och således har positioneringssektionen 26 inte någon bottenyta, så att damm som faller ned i urtagningen landar på golvet.

Stödsektionen 29 sträcker sig uppåt från positioneringssektionen 26. Stödytan 30 hos stödsektionen 29 sluttar mot positioneringssektionen 26, såsom visas i figurerna 6 och 7. Härvid sluttar stödytan 30 en vinkel al i förhållande till den centrala axeln 34. Lämpligen är vinkeln al som definieras av stödytan 30 mellan 30 och 70°, företrädesvis mellan 35 och 65°, och mest företrädesvis mellan 40 och 55° för att ge ett tillräckligt stöd för anliggningsdelen och tillåta damm att glida från stödytan in i urtagningen. Lutningen hos stödsektionen är sådan att damm och smuts inte stannar kvar på stödytan, utan hamnar på en bottenyta hos utrymmet. På så sätt kan inte damm påverka positioneringen eller stabiliteten hos plattformen i en vertikal riktning. I denna utföringsform är vinkeln al cirka 45°. Vinkeln al är samma eller väsentligen samma som vinkeln (31 hos anliggningsytan 8, så att anliggningsytan 8 är anpassad att vila på stödytan 30 när positioneringsdelen 6 är inpassad i utrymmet hos positioneringssektionen 26, såsom visas i figur 8. (31 = al Styrsektionen 32 sträcker sig från stödsektionen 29 till en öppning hos urtagningen. Styrytan 33 hos styrsektionen 32 sluttar mot stödsektionen 29, såsom visas i figur 7. På så sätt sträcker sig styrytan 33 en vinkel a2 i förhållande till den centrala axeln 34. Vinkeln a2 som definieras av styrytan 33 kan vara mellan 50 och 88°, och företrädesvis mellan 55 och 75°. Vinkeln a2 definierad av styrytan är lika med eller större än vinkeln al definierad av stödytan. a2 >= al Vinkeln (32 hos den tredje delen 9 bör vara samma eller mindre än vinkeln a2. Företrädesvis är vinkeln (32 mindre än vinkeln a2 för att bilda ett gap mellan styrytan och ytan hos den tredje delen när positioneringsdelen 6 är inpassad i utrymmet hos urtagningen, för att undvika att damm på styrytan påverkar positioneringen av det utstickande elementet i en vertikal riktning och på så sätt minska precisionen hos positioneringen. Ett sådant gap tillåter damm som kan finnas på styrytan att stanna kvar på nämnda yta utan att påverka positioneringen eller stabiliteten hos plattformen i dockningsstationen. (32 =< al Vinkeln a2 är företrädesvis något större än friktionsvinkeln relaterad till den statiska friktionskoefficienten u. hos materialet i positioneringsdelen 6 hos det utstickande elementet, på så sätt åstadkommande en styrning eller ledning av positioneringsdelen in i utrymmet hos urtagningen på ett mjukt sätt med hjälp av gravitationen hos styrytan 33. Vinkeln a2 är företrädesvis definierad av ekvationen tan (90° - a2) > u., där u. är friktionskoefficienten mellan styrytan och positioneringsdelen. Exempel på lämpliga materiel att använda för nämnda ytor kan vara metall, metallegeringar, materiel med låg friktion eller låg förslitning, såsom plastkompositmaterial eller teflon. a2 < 90° - arctan u.

Företrädesvis är ett radialt avstånd d mellan en övre periferi 36 hos styrytan 33 och en nedre periferi 38 hos stödytan 30, såsom visas i figur 8, mer än 3 mm, och företrädesvis mer än 5 mm, och mest företrädesvis mer än 10 mm för att ge en tillräcklig tolerans i positioneringen av plattformen i förhållande till dockningsstationen under dockning av plattformen.

Höjden hl hos positioneringsdelen 6 är mindre än höjden h2 hos positioneringssektionen 26, såsom visas i figur 8. Därvid är positioneringssektionen 26 och positioneringsdelen 6 utformade så att ett hålrum 40 bildas mellan en bottenyta 41 hos positioneringssektionen och bottenytan 13 hos positioneringsdelen, när positioneringsdelen är inpassad i utrymmet. I denna utföringsform är hålrummet cylindriskt. Emellertid kan hålrummet ha andra former beroende på formen hos positioneringsdelen och positioneringssektionen. Till exempel kan bottenytan 41 hos positioneringssektionen och/eller bottenytan 13 hos positioneringsdelen vara konkav eller konisk och på så sätt bildas ett hålrum mellan bottenytorna. Höjden hos hålrummet 40 kan vara åtminstone 0,1 mm, företrädesvis åtminstone 0,5 mm, eller åtminstone 1 mm, eller åtminstone 2 mm. Ju högre höjden på hålrummet är desto mer damm och desto större dammpartiklar kan sparas i hålrummet utan att påverka noggrannheten hos positioneringen.

Positioneringsdelen 6 är utformad att passa i utrymmet i positioneringssektionen 26 i en radiell riktning och anliggningsdelen vilar på stödsektionen, såsom visas i figur 8. Åtminstone två av de utstickande elementen 3 är försedda med yttre delar 4a-b avsedda för att införas i urtagningarna 24. Så snart plattformen 1 är positionerad ovanför dockningsstationen 20 förs de utstickande elementen in i urtagningarna i dockningsstationen. Om positioneringsdelen 6 hos det utstickande elementet är positionerad på styrytan 33 glider positioneringsdelen 6 på styrytan i riktning mot stödytan, och glider sedan på stödytan 30 i riktning mot positioneringssektionen 26 tills positioneringsdelen 6 når positioneringssektionen 26 och inpassas i utrymmet i positioneringssektionen 26.

I en alternativ utföringsform kan plattformen vidare innefatta hjul som tillåter att plattformen rullas.

Systemet kan vidare innefatta en låsanordning anordnad att låsa plattformen på dockningsstationen när det utstickande elementet är införd i utrymmet. Låsningsmekanismen kan innehålla en styrbar magnet, till exempel en styrbar permanent magnet, som kan sättas på och av eller en elektromagnet. I det här fallet kan magneten vara anordnad på den rörliga plattformen och det utstickande elementet innehåller magnetisk materiel. Alternativt kan en elektromagnet vara anordnad i dockningsstationen och en kabel är närvarande runt det utstickande elementet, som en spole. Låsanordningen kan också vara ett vakuumlås, varvid en vakuumanordning är installerad på eller under plattformen och på dockningsstationen, vilka tillsammans åstadkommer ett vakuumlås mellan plattformen och dockningsstationen.

En annan låsanordning kan vara ett så kallat parande lås innefattande en låsdel och en mottagardel. En eller fler av delarna kan vara installerade för varje system. Låsdelen är anordnad på någon av plattformen och dockningsstationen och den mottagande delen är anordnad på den andra av plattformen och dockningsstationen. Låsdelen är företrädesvis anordnad på bottenytan 2 hos plattformen. Denna del är flyttbart ansluten till plattformen så att den kan föras in i öppningen i plattformen under rörelse av plattformen och skjutas ut för att istället skjutas in i den mottagande delen. Exempel på låsdelar kan vara en låsstång, en låspinne, en låsexpander, en låsspik och en låsskruv. Exempel på mottagande delar är en skåra, ett hål, ett gängat hål, en indragning.

Låsdelen kan ha två urtagningar. Dessa urtagningar kan vara anpassade att gå i ingrepp med de mottagande delarna. De mottagande delarna kan vara expanders. Alternativt kan en expander vara positionerad i urtagningen och de mottagande delarna kan vara urtagningar anpassade att ta emot expandern såsom en boll eller en lite kula.

Systemet kan vidare innefatta en kraftenhet 54 utformad för att flytta plattformen mellan arbetsstationerna. Vid arbetsstationen är plattformen positionerad ovanför dockningsstationen och de utstickande elementen gå i ingrepp genom styrning av åtminstone ett utstickande element 3 in i åtminstone ett utrymme hos urtagningen 24. Låsanordningen kan också gå i ingrepp genom styrning av låsdelen in i den mottagande delen.

Den noggranna placeringen av maskinen på plattformen i förhållande till arbetsstationen kan bestämmas med användning av kalibrering. Kalibrering kan användas i kombination med dockningssystemet och/eller en låsanordning. Kalibrering kan också användas i kombination med en låsanordning, utan att använda systemet.

En styrenhet kan användas för att styra anslutningen mellan plattformen och dockningsstationen. Styrenheten kan vara ansluten till en eller flera sändare närvarande på var och en av de utstickande elementen och/eller låsdelen. Sändarna är konfigurerade för att överföra signaler mellan styrenheten och systemet och/eller låsanordningen. Till exempel överför styrenheten en signal till en sändare positionerad i ett utstickande element. Vid mottagande av denna signal förs det utstickande elementet in i utrymmet i urtagningen. När det utstickande elementet är stabilt inpassad i utrymmet, det vill säga positioneringsdelen 6 hos det utstickande elementet och positioneringssektionen 26 hos urtagningen är åtminstone delvis i kontakt med varandra, en överför sändare, som finns i utrymmet, en signal till styrenheten. Därefter kan styrenheten överföra en signal till låsanordningen för att låsa plattformen till dockningsstationen. Om låsanordningen är ett parande lås, kan en sändare ta emot en signal från styrenheten så att låsdelen går i ingrepp med den mottagande delen. När låsningen är slutförd kan en sändare överföra en signal till styrenheten för att bekräfta låsningen. När manipulatorn 42 är redo att flyttas till en annan arbetsstation behöver systemet och låsanordningen kopplas ifrån varandra. En styranordning eller en programmerad kod överför en signal till styrenheten som sedan överför en signal till sändaren för att koppla ifrån systemet och/eller låsanordningarna. De utstickande elementen och/eller låsanordningen kommer att föras bort från utrymmet och/eller den mottagande delen. Detaljerade exempel på låsningsanordningar visas i WO2010/043640, speciellt på sidorna 10 och 11.

Termen "gå i ingrepp" som används i beskrivningen refererar till att anordna saker så att de är i korrekt position eller matchar något annat, eller att de är hopfogade för att stödja någonting. Till exempel är stöddelarna i ingrepp för att matcha varandra med hjälp av en ej fixerad fastsättning.

Figur 9 illustrerar användning av ett system enligt uppfinningen för positionering av en flyttbar robot i förhållande till en arbetsstation 44. Roboten innehåller en manipulator 42 innefattande ett flertal delar, såsom armar, rörliga relativt varandra kring ett flertal axlar, och en robotstyrenhet 54 innehållande en robotkontroll för att styra rörelserna hos manipulatorn 42. Manipulatorn 42 är redo att utföra arbete på arbetsstationen, till exempel sammansättning av delar, borrning, slipning eller svetsning. Arbetsstationerna kan innehålla en eller flera fasta maskiner, en fixtur för att hålla arbetsstycken eller ett bord. Manipulatorn 44 är positionerad på och fastsatt till en rörlig plattform 1. Manipulatorn 44 är positionerad på en övre sida av den flyttbara plattformen 1. En dockningsstation 20 är fastsatt till ett golv. Dockningsstationen 20 kan placeras på golvet, eller sänkas ned i golvet. Dockningsstationen 20 är plattformad, och på så sätt ganska tunn. Såsom visas i figuren har dockningsstationen inga utstickande element.

Manipulatorn 42 utför arbete på arbetsstationen 44. Plattformen 1 med manipulatorn 42 flyttas mellan olika arbetsstationer. Vid varje arbetsstation är en dockningsstation 20 installerad. Plattformen är positionerad ovanför dockningsstationen 20. Plattformen sänks ned tills de utstickande elementen är införda i urtagningarna, och positioneringsdelarna är positionerade i positioneringssektionerna. På så sätt dockas plattformen till dockningsstationen.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till de utföringsform er som visas utan kan varieras och modifieras inom ramen för följande krav. Till exempel kan dockningsstationen vara utformad på olika sätt, till exempel kan dockningsstationen innehålla två eller flera separata plattor där varje platta haren urtagning.

Vidare kommer fackmannen att förstå att olika låsanordningar kan vara installerade och konfigurerade för att låsa plattformen till dockningsstationen. Fackmannen kommer också att förstå hur en styrenhet kan programmeras för att utföra anslutning och låsning av plattformen till dockningsstationen.

Claims (11)

1. Ett system för att docka en flyttbar plattform (1) anpassad för att bära en manipulator (42), i förhållande till en arbetsstation, varvid systemet innefattar ett flertal utstickande element (3) fästa till plattformen, en dockningsstation (20) att anordnas vid arbetsstationen och innefattande ett flertal urtagningar (24) med öppningar anpassade att ta emot de utstickande elementen och på så sätt positionera plattformen i förhållande till arbetsstationen,kännetecknat av att dockningsstationen är anpassad för att placeras med öppningarna riktade uppåt, var och en av urtagningarna innefattar en positioneringssektion (26) definierande ett utrymme och en stödjande sektion (29) avsmalnande i riktning mot positioneringssektionen och som har åtminstone en stödyta (30), och de utstickande elementen skjuter ut nedåt i riktning bort från en bottenyta (2b) hos plattformen, och en yttre ände (4a;4b) hos var och en av de utstickande elementen innefattar en positioneringsdel (6) utformad att åtminstone delvis passa i nämnda utrymme, och en anliggningsdel (7) som är avsmalnande i riktning mot positioneringsdelen och har en anläggningsyta (8), och anläggningsytan är anpassad att vila på stödytan när positioneringsdelen är inpassad i nämnda utrymme varvid positioneringssektionen och positioneringsdelen är utformade så att ett hålrum bildas under positioneringsdelen när positioneringsdelen är inpassad i nämnda utrymme.

2. Systemet enligt krav 1, varvid stödytan har en vinkel (oti ) i förhållande till en centrumaxel (34) hos urtagningen, och vinkeln (oti ) hos stödytan är mellan 30 och 70°, företrädesvis mellan 35 och 65°, och mest företrädesvis mellan 40 och 55°.

3. Systemet enligt något av föregående krav, varvid nämnda hålrum (40) bildas mellan en botten (41) hos positioneringssektionen och positioneringsdelen när positioneringsdelen är inpassad i nämnda utrymme.

4. Systemet enligt krav 3, varvid nämnda hålrum (40) har en höjd som är åtminstone 0,1 mm, företrädesvis åtminstone 0,5 mm, och företrädesvis åtminstone 1 mm.

5. Systemet enligt något av föregående krav varvid var och en av urtagningarna (24) innefattar en trattformig styrsektion (32) avsmalnande i riktning mot den stödjande sektionen (29) och styrsektionen har en styryta (33) med en vinkel (0:2) i förhållande till en centrumaxel (34) hos urtagningen, och vinkeln (02 ) hos styrytan är lika med eller större än vinkeln (oti ) hos stödytan.

6. Systemet enligt krav 5, varvid vinkeln (02 ) hos styrytan (33) definieras av ekvationen tan (90° -02 ) > u., varvid u. är den statiska friktionskoefficienten mellan styrytan (33) och positioneringsdelen (6).

7. Systemet enligt något av kraven 5 - 6, varvid urtagning (24) är rotationssymmetriskt och ett radiellt avstånd (d) mellan en övre periferi (36) hos styrytan (33) och en nedre periferi (38) hos stödytan (30) är mer än 5 mm.

8. Systemet enligt något av föregående krav, varvid urtagning (24), anliggningsdelen (7) och positioneringsdelen (6) är rotationssymmetriska.

9. Systemet enligt något av föregående krav, varvid de utstickande elementen (3a;3b) är utformade som ben anordnade att stödja plattformen (1).

10. Systemet enligt något av föregående krav, varvid var och en av de utstickande elementen innefattar en distansdel (10a;10b) anordnad mellan plattformen (1) och nämnda yttre ände (4a;4b).

11. Användning av ett system enligt något av kraven 1-10 för positionering av en mobil manipulator (42) i förhållande till en arbetsstation (44), varvid dockningsstationen är fäst vid golvet med öppningarna hos urtagningarna vända uppåt, manipulatorn är positionerad på en övre sida av den flyttbara plattformen (1) och de utstickande elementen är riktade nedåt mot golvet, och dockningen av plattformen sker nedåt genom att de utstickande elementen förs in i urtagningarna.