SE443943B - Handling robot with a chiefly vertically oriented robot arm. - Google Patents

Abstract

A robot with a chiefly vertically oriented robot arm (17), which at its lower ends carries a guide. It contains an upper transport unit (2), a lower transport unit (10), three rods (3) which are movable and situated in these carrying units (2, 10), and the drive unit (4) for the raising, lowering and shifting of the lower carrying unit (10) via transfer of the lower carrying unit along the rods (3) or with the rods (3). The robot arm (17) is lifted by the lower carrying unit (10).<IMAGE>

Description

15 20 25 30 35 8207292-7 bärorganet genom förflyttning av stängerna i huvudsak vertikalt relativt det övre bärorganet. Stängerna är ledbart förenade med båda bärorganen. De är förenade med det ena genom lagringar som är fast orienterade i förhållande till ett övre bärorgan. Stängerna kan då pendla endast i ett plan som är vinkelrätt mot lagringens axel. Stängerna är ledbart förenade med det nedre bärorganet via lagringar med i förhållande till bärorganet rörlig axel, exem- pelvis en kulled eller en kardanknut, som tillåter vinkeländring i alla rikt- ningar mellan stängerna och detta nedre bärorgan. Lagringarna är lämpligen symmetriskt placerade kring bärorganens mittpunkt. Robotarmen kan placeras i undre bärorganet mellan stängernas ledpunkter alternativt utanför dessa ledpunkter. Vid det senare utförandealternativet erhålles en viss utväxling av rörelserna så att större pendelrörelse hos robotarmens nedre verktygs- bärande ände erhålles vid en viss vinkeländring av nedre bärorganet i för- hållande till horisontalplanet än vid det först nämnda utförandealternativet med robotarmen mellan ledpunkterna. 8 20 25 30 35 8207292-7 the support member by moving the rods substantially vertically relative to the upper support member. The rods are hingedly connected to both support members. They are connected to one another by bearings which are fixedly oriented in relation to an upper support member. The rods can then swing only in a plane perpendicular to the axis of the bearing. The rods are articulated to the lower support member via bearings with a shaft movable relative to the support member, for example a ball joint or a universal joint, which allows angular change in all directions between the bars and this lower support member. The bearings are suitably symmetrically located around the center of the support members. The robot arm can be placed in the lower support member between the joint points of the rods or outside these joint points. In the latter embodiment, a certain gear ratio of the movements is obtained so that greater pendulum movement of the lower tool-bearing end of the robot arm is obtained at a certain angular change of the lower support member relative to the horizontal plane than in the first-mentioned embodiment with the robot arm between the articulation points.

Uppfinningen beskrives närmare under hänvisning till bifogade schematiska Fig 1 visar en sidvy av en robot, fig 2 en vy uppifrån enligt A-A fig 3 en vy av en stångs infästning i ett bärorgan och fig U en sid- figurer. 1 fig 1, vy av en alternativ utföringsform av roboten.The invention is described in more detail with reference to the accompanying schematic Fig. 1 shows a side view of a robot, Fig. 2 a top view according to A-A, Fig. 3 a view of a rod attachment to a support member and Fig. U a side figures. 1 Fig. 1, view of an alternative embodiment of the robot.

I figurerna betecknar 1 en pelare som uppbär ett skivformat första bärorgan 2. I detta är tre stänger 3 pendlande upphängda tillsammans med drivdon N.In the figures, 1 denotes a pillar which supports a disc-shaped first support member 2. In this, three rods 3 are oscillatingly suspended together with drive means N.

Dessa stänger 3, som är utformade som skruvar, och en av drivdonet U driven mutter ingår i en kulskruvsenhet. Drivdonet 4 innehåller en drivmotor 5 som via en kuggväxel 6 är kopplad till den nämnda men ej visade kulskruvsmuttern som är lagrad i kuggväxelns 6 hus mellan två från detta utskjutande axialstyr- ningar 9 för stängerna 3. Drivdonet H är försett med axeltappar 7, vilka är lagrade i lager av öron 8 som skjuter ut från bärorganet 2. Genom denna lag- ring kan skruvarna 3 pendla kring axlarna X, Y resp Z i plan vinkelräta mot dessa. Stängerna 3 är symmetriskt placerade kring punkten C, varigenom de nämnda pendelaxlarna X, Y och Z kommer att bilda en liksidig triangel. Även annan placering av stänger och pendlingsaxlar kan tänkas. Stängerna 3 manöv- reras axiellt medelst drivdonen Ä.These rods 3, which are designed as screws, and one nut driven by the drive unit U are included in a ball screw unit. The drive device 4 contains a drive motor 5 which is connected via a gear 6 to the said but not shown ball screw nut which is mounted in the housing of the gear 6 between two axial guides 9 for the rods projecting therefrom 3. The drive device H is provided with shaft pins 7, which are stored in bearings by ears 8 projecting from the support member 2. Through this bearing, the screws 3 can oscillate about the axes X, Y and Z in a plane perpendicular to them. The rods 3 are symmetrically placed around the point C, whereby the said pendulum axes X, Y and Z will form an equilateral triangle. Other placement of rods and oscillating shafts is also conceivable. The rods 3 are actuated axially by means of the drive means Ä.

Vid sina nedre ändar är stängerna förenade med ett skivformat bärorgan 10 medelst kardanknutar 11. Stången 3 är vid nedre änden försedd med en hylsa 12 med två axeltappar 13 som är lagrade i kardanknutens ring ïü. Denna ring är försedd med axeltappar 15_som är lagrade i öron 16 som skjuter ut från skivan 10. Kardanknuten 11 tillåter stängerna att pendla i alla riktningar relativt skivan 10. 10 15 20 25 8207292-7 Bärorganet1O uppbär en i huvudsak vertikalt orienterad treaxlig robotarm 17.At their lower ends, the rods are connected to a disc-shaped support member 10 by means of gimbal knots 11. The rod 3 is provided at the lower end with a sleeve 12 with two shaft pins 13 which are mounted in the ring of the gimbal knot ïü. This ring is provided with shaft journals 15 which are mounted in ears 16 projecting from the disc 10. The universal joint 11 allows the rods to oscillate in all directions relative to the disc 10. The support member 10 carries a substantially vertically oriented three-axis robot arm 17.

Denna innehåller en hylsa 18 som är fast förenad med bärorganet 10. I ut- förandet enligt fig 1 och 2 är robotarmen 17 placerad centralt mellan stäng- erna 3. I utförandet enligt fig N är robotarmen 17 placerad utanför det av triangeln mellan stängerna avgränsade området. I hylsan 18 är en rörarm 20 roterbart anordnad. Vid armens 20 nedre ände finnes en handled 21 med ett fäste 22 för icke visade verktyg. Armen 20 är roterbar kring axeln D, hand- leden 21 kan ledas kring axeln E och fästet 22 är roterbart kring axeln F.This contains a sleeve 18 which is fixedly connected to the support member 10. In the embodiment according to Figs. 1 and 2, the robot arm 17 is located centrally between the bars 3. In the embodiment according to Fig. N, the robot arm 17 is located outside the area delimited by the triangle between the bars. . In the sleeve 18 a tube arm 20 is rotatably arranged. At the lower end of the arm 20 is a wrist 21 with a bracket 22 for tools not shown. The arm 20 is rotatable about the axis D, the wrist 21 can be guided about the axis E and the bracket 22 is rotatable about the axis F.

Vid hylsans övre ände finnes ett drivdon 23 med tre drivmotorer 2H, 25, 26 och ett växelhus 27 med kraftöverföringar för manövrering av handleden 21 och verktygsfästet 22.At the upper end of the sleeve there is a drive device 23 with three drive motors 2H, 25, 26 and a gear housing 27 with power transmissions for operating the wrist 21 and the tool holder 22.

Vertikala robotarmrörelser åstadkommes genom lyftning eller sänkning av ski- van 10 med robotarmen 17 med drivdonen 5. Vid lika lyft- eller sänkningshas- tighet med samtliga armar 3 erhålles en rätlinjig rent vertikal rörelse.Vertical robot arm movements are achieved by lifting or lowering the disc 10 with the robot arm 17 with the actuators 5. At the same lifting or lowering speed with all arms 3, a rectilinear clean vertical movement is obtained.

Honisontella rörelser av armens 20 handled 21 och fäste22 åstadkommes genom vickning av bärorganet 10 som uppbär robotarmen 17. Vickningen åstadkommas genom att stängerna 3 manövreras med olika hastigheter eller i olika rikt- ning. Som visas med streckprickade linjer i fig 1 kan bärorganet vickas en vinkelfll. Det kan vickas i alla riktningar. Arbetsområdet är i huvudsak cirku- lärt. Kombinationen av lagring av stängerna kring fast orienterade axlar i ena bärorganet, så att de tvingas pendla i vertikala korsande plan och kring god- tyckligt orienterade axlar 1 andra bärorganet ger såväl de nödvändiga pend- lingsrörelserna som ett statiskt bestämt system.Horizontal movements of the wrist 21 and bracket 22 of the arm 20 are effected by rocking of the support member 10 which supports the robot arm 17. The rocking is effected by operating the rods 3 at different speeds or in different directions. As shown by dash-dotted lines in Fig. 1, the support member can be tilted at an angle fl 1. It can wiggle in all directions. The work area is mainly circular. The combination of storage of the rods around fixedly oriented shafts in one support member, so that they are forced to oscillate in vertical intersecting planes and around arbitrarily oriented shafts in the other support member, provides both the necessary oscillating movements and a statically determined system.

Det finnes många alternativa utförandeformer. Sålunda kan de stillastående kulmuttrarna vara roterande och kulmuttrarna stillastående. Drivdonen kan placeras 1 eller på nedre bärorganet. Stängerna 3 kan utföras som kuggstänger eller förses med kuggstänger som drives av kugghjul. Roboten kan utföras med separata styr- och drivstänger, etc.There are many alternative embodiments. Thus, the stationary ball nuts may be rotating and the ball nuts stationary. The actuators can be placed 1 or on the lower support member. The rods 3 can be designed as racks or provided with racks driven by gears. The robot can be made with separate guide and drive rods, etc.

Claims (3)

8207292-7 PATENTKRAV8207292-7 PATENT REQUIREMENTS 1. Hanteringsrobot med en i huvudsak vertikalt orienterad robotarm (17) som vid sin nedre ände uppbär en handled (21) med ett fäste för gripdon (22) eller verktyg. Den k ä n n e t e c k n a s därav, att den innehåller ett övre bärorgan (2), ett undre bärorgan (10), tre stänger (3) som är ledbart lagrade i dessa bärorgan (2, 10), en i det undre bärorganet (10) infästad robotarm (17) och drivorgan (H) för höjning, sänkning och vickning av det undre bärorganet (10) genom förflyttning av bärorganet (10) längs stängerna (3) eller genom axiell förflyttning av stängerna (3) relativt endera bär- organet (2, 10). Stängerna (3) är förenade med ena bärorganet (2) Via lag- ringar (7) med i förhållande till bärorganet fast orienterade och i samma plan liggande axlar, som tillåter pendling i ett mot axlarnas plan vinkel- rätt plan, och med det andra bärorganet (10) via lagringar med i förhållande till bärorganet rörlig axel som tillåter pendling i alla riktningar.Handling robot with a substantially vertically oriented robot arm (17) which at its lower end carries a wrist (21) with a holder for grippers (22) or tools. It is characterized in that it contains an upper support member (2), a lower support member (10), three rods (3) which are hingedly mounted in these support members (2, 10), one attached to the lower support member (10). robot arm (17) and drive means (H) for raising, lowering and rocking the lower support member (10) by moving the support member (10) along the bars (3) or by axially moving the bars (3) relative to either support member (2) , 10). The rods (3) are connected to one support member (2) via bearings (7) with shafts fixedly oriented in relation to the support member and lying in the same plane, which allow oscillation in a plane perpendicular to the plane of the axes, and with the other the support member (10) via bearings with a shaft movable relative to the support member which allows oscillation in all directions. 2. Hanteringsrobot enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att stängerna (3) är lagrade kring fast orienterade axlar (X,Y,Z) i övre bärorganet (2), som är så orienterade att pendlingsplanen skär varandra utefter en gemensam linje.Handling robot according to claim 1, characterized in that the rods (3) are mounted around fixedly oriented shafts (X, Y, Z) in the upper support member (2), which are so oriented that the oscillating plane intersects along a common line. 3. Hanteringsrobot enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att stängerna (3) är lagrade kring fast orienterade axlar (X,Y,Z) i övre bärorganet (2), som bildar sidor i en liksidig triangel. U. Hanteringsrobot enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att stängerna (3) är förenade med det undre bärorganet (10) med sfäriska lager eller kardanknutar (11).Handling robot according to claim 1, characterized in that the rods (3) are mounted around fixedly oriented axes (X, Y, Z) in the upper support member (2), which form sides in an equilateral triangle. U. Handling robot according to claim 1, characterized in that the rods (3) are connected to the lower support member (10) with spherical bearings or gimbal knots (11).