SE453736B - Universalrobot - Google Patents

Description

453 736 Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig 1 visar en frontvy av en första utföringsform av universalroboten enligt föreliggande uppfinning, fig 2 visar en sidovy av roboten i fig 1, fig 3 visar en för- storad snittvy av en del som uppbär en X-axelarm, fig Ä visar en förstorad snittvy av en del som uppbär en Z-axelarm, fig 5 visar arbetssättet för roboten i fig 1, fig 6 visar en frontvy av en andra utföringsform av universalroboten enligt föreliggande upp- finning och fig 7 visar ett diagram som visar transportsteget vid universalroboten enligt föreliggande uppfinning och transportstegen vid en konventionell robot. 1 är en ihålig cylindrisk upprättstående pelare. Ett rela- tivt pelaren 1 vertikalt förflyttbart bärorgan 2 är vidare monterat på pelaren 1. Bârorganet 2 kan förflyttas manuellt uppåt och nedåt efter det stödorganet 2 lösgjorts från pelaren genom frigörande av en bult eller förflyttas automatiskt i vertikal riktning och stoppas medelst ett drivorgan, t ex en kuggstång-kugghjulmekanism kopplad till en motor. 3 är en X-axelarm, som är tillverkad av ett material med lätt vikt och som sträcker sig lateralt. Denna X~axelarm är, vid sin mellanliggande del mellan sina ändar, roterbart fäst vid bär- organet 2 genom en rotationsmekanism U för X-axelarmen. Rotations- mekanismen U för X-axelarmen utgöres, såsom framgår av fig 3, till en del av stödorganet 2 och ett rotationsorgan H1.

Den ena änden av detta rotationsorgan Ål är fäst vid X-axel- armen 3, medan den andra änden av rotationsorganet H1 uppvisar en glidyta M2 som står i kontakt med en glidyta på bärdrganet 2 genom ett lager 43 i och för glidning och rotation relativt varandra.

Normalt är emellertid glidytan H2 fastlåst vid bärorganet 2 medelst en bult UH för förhindrande av relativ rörelse mellan de glidande yt- orna.En slits son1är utförd i bärorganet 2 för mottagande av bulten visas icke på ritningen men är utformad med lângsträckt form. Rota- tionsorganet H1 kan följaktligen vridas då bulten.4ä är lösgjord i och för vridning av X-axelarmarna till ett önskat vinkelläge, så- som visas med streck-punkt linjer i fig 1. 5 är en slid som är monterad på X-axelarmen 3 för för- flyttning längs X-axelarmens 3 styrskena 31 medelst ett rep eller liknande. 6 är en Z-axelarm som är tillverkad av ett material med lätt vikt och som normalt sträcker sig i vertikal riktning. Z- axelarmen 6 är roterbart och glidbart anordnad på sliden 5 ge- 453 736 3' . nom en rotationsmekanism 7 för Z-axelarmen. Rotationsmekanismen 7 för Z-axelarmen utgörs till en del av sliden 5 och ett rotationsorgan 71, såsom framgår av fig H. Närmare bestämt är den ena änden av rotationsorganet 71 fäst vid sliden 5, medan dess andra ände har en glidyta 72 som står i glidkontakt med en glidyta 51 hos slíden 5 genom ett lager 73-för rotation relativt varandra, men normalt är fastlåst vid sliden 5 genom en bult 74 för förhindrande av relativrörelse däremellan. Z~axelarmen 6 kan följaktligen vridas till och fastlâsas i ett önskat läge på samma sätt som X-axelarmen 3.

Z-axelarmen 6 fasthålles i glidbar vertikal riktning av rota- tionsorganet 71. Z-axelarmen 6 kan glídförskjutas automatiskt medelst ett drivorgan, t ex en kuggstâng - kugghjulsmekanísm som är för- bunden med en motor, eller förskjutas för hand. Z-axelarmen 6 har vid sin undre ände ett lasthållarorgan 8. 10 är en vagn för uppbärande av hela roboten. Pelaren 1 är fast monterad på vagnen, och vagnen kan förflyttas medelst hjul 11 och låsas medelst stödben 12. Med detta arrangemang kan roboten enligt föreliggande uppfinning förflyttas till önskat ställe, vilket ökar dess användbarhet. Alternativt kan naturligtvis pelaren 1 vara fäst på golvet.

Som drivorgan för X- och Z-axlarnas rotationsmekanismer kan utnyttjas en vätskecylinder eller ett automatiskt organ som är anordnat att drivas medelst en elmotor, etc. Vid föreliggande ro- bot kan lagren M3, 73 vara utelämnade vid respektive rotatíons- mekanismernas N, 7 glidytor H2, 72.

Arbetssättet för den sålunda arrangerade roboten enligt föreliggande uppfinning skall nu beskrivas.

Roboten inställes först före själva transporten av lasten.

Närmare bestämt, vrides X-axelarmen 3 medelst rotationsmekanismen H en sådan vinkel att skillnaden i höjd mellan startpunkten på X- axelarmen 3 för transporten av lasten och ändpunkten på X-axel- armen 3 för transporten kan vara lika med skillnaden i höjd mellan ett lastpålastningsställe och ett lastavlastningsställe. Då X- axelarmen 3 vrídes, lutas Z-axelarmen 6, som normalt är vinkelrät mot X-axelarmen 3, en vinkel motsvarande X-axelarmens 3 vridnings- vinkel. Detta förhindrar ett riktigt fastgripande av lasten medelst lasthållarorganet 8, och därför vrids Z-axelarmen 6 medelst rota- tionsmekanismen 7 en vinkel motsvarande X-axelarmens 3 vridnings- vinkel i och för placering av Z-axelarmen i vertikalt läge. Där- 453 756 ut L efter inställes höjden för bärorganet 2 så, att lasthâllarorganet 8, vilket är fäst vid Z-axelarmens undre ände, kan mottaga och avge lasten vid lastpålastningsstället resp lastavlastningsstället, då Z-axelarmen 6 är belägen vid start- resp ändpunkten för trans- porten. Efter det att inställningen av dessa organ är avslutad, intar roboten det i fig 1 med streck-punkt-linjer visade läget.

Lasttransporten medelst den så inställda roboten kan ut- föras i ett enda steg; vid vilket lasten förflyttas linjärt från transportstartpunkten (lastpålastningsstället) A (eller B) till firansportslutpunktefl (lastaviastningsstäilet) B (eller A), såsom visas i fig 7. Närmare bestämt, kan transporten utföras genom en enkel linjär förflyttning av sliden 5, vilken uppbär Z-axelarmen 6, mellan A och B. Sålunda finns det nu inget behov av att för- flytta lasten, såsom vid en konventionell robot, separat medelst sliden 5 och medelst É-axelarmen 6 en sträcka motsvarande skill- naden (A-C) i höjd mellan lastpålastningsstället A och lastavlast- ningsstället B resp en sträcka (B-C) däremellan.

Roboten enligt föreliggande uppfinning kan även drivas på det sätt som visas i fig 5. I det fall där en last 80 skall trans- porteras till och placeras på ett lutande bord 81, lutas X-axel- armen 3 en vinkel som passar bordets 81 lutning och hålles Z-axel- armen 6 vid en vinkel av 900 till X-axelarmen 3. Genom detta arrangemang, kan lasttransporten från startpunkten till slutpunkten, mellan vilka det är en höjdskillnad, utföras genom en enda enaxlig förflyttning på den lutande X-axelarmen 3, och kan lasten 80, efter- som Z-axelarmen 6 hålles i ett läge vinkelrätt mot det lutande bordet 81, avlastas på den lutande ytan genom en enda enkel opera- tion. Då transportbetingelserna innefattar en vinkel, såväl som en höjdskillnad, kan man sålunda bara genom att vrida X-axelarmen transformera koordinaterna så att den operation som annars skulle erfordra komplicerade steg blir lätt att utföra.

Fig 6 visar en andra utföringsform av föreliggande upp- finning, vid vilken två pelare 1 är anordnade för att hindra ro- boten från att komma i obalans då X-axelarmen 3 är lång eller en tung, skrymmande last_skall transporteras och stabilisera roboten.

Vid denna utföringsform är två bärorgan 2, vilka är rörliga i vertikal riktning monterade på var sin pelare 1 och en bärstång 20 anordnad mellan bärorganen 2, och en del av bärstången 20 och ett rotationsorgan H1 bildar tillsammans en rotationsmekanism Ä liknande rotationsmekanismcn vid den första utföringsformen. En 453 736 X-axelarm 3, vilken är monterad på bärstången 20 genom rotations- mekanismen U, en slid 5 och en Z-axelarm 6 är alla utformade identiskt med de vid den första utföringsformen. 30 är ett stativ för upp- bärande av de två pelarna 2. Även om stativet som visas i samband med den andra utföringsformen icke är rörligt, kan stativet ut- göras av en vagn, som uppbär flera pelare och är förflyttbar och låsbar, liksom vagnen.vid den första utföringsformen.

Såsom beskrivits ovan kan roboten enligt föreliggande upp- finning, till och med då avstånd i vertikal riktning och horisontell riktning mellan lastpålastningsstället och lastavlastningsstället föreligger, utföra transporten av en last i ett enda steg, vid vilket Z-axelarmen förflyttas linjärt på X-axelarmen genom sliden, efter preliminär inställning av vinklarna för X-axelarmen och Z- axelarmen i beroende av avståndet och höjdinställningen av X-axe1- ' aPmen .

Transporttiden-kan därför minskas jämfört med den konventio- nella roboten, vilken kräver två steg av linjär förflyttning, d v s förflyttning i vertikal (Z-axel) riktning och förflyttningí hOríS0n- tell (X-axel) riktning. Eftersom det dessutom är tillräckligt att styra endast slidens rörelse, kan styrsystemets styraxlar minskas till en. Därför kan icke endast styrsystemet förenklas och för- bättras vad beträffar exaktheten utan kan ett drivorgan för repet eller cylindern utelämnas allt efter omständigheterna därför att automatisk förflyttning av Z-axelarmen icke alltid behövs.

Eftersom lasten kan transporteras genom en enkel linjär rörelse, kan vidare ett fel vid transporten reduceras till ett fel motsvarande enstegsförflyttning och kan felet vara'mindre än det hos den konventionella roboten. Sålunda möjliggörs en exakt och'precis transport. Denna exakthet och precision hos transporten kan ytterligare ökas i kombination med den förbättring av styr- systemets exakthet som beskrivits ovan.

Universalroboten enligt föreliggande uppfinning har dess- utom icke endast den effekten, att transporten skerßsnabbare och mera exakt samt styrsystemetär förenklat och förbättrat vad be- träffar exaktheten, utan även den effekten att arbetsområdet är utökata Närmare bestämt, kan den maximala skillnaden i höjd mellan lastpålastningsstället och lastavlastningsstället, vilken skill- nad hitintills varit begränsad till inom Z-axelarmens rörelseom- råde ökas till minst pelarens längd, och skillnaden i lastpålast- nings- och avlastningsställenas höjd kan till och med vara större

Claims (2)

453 736 O: än pelarens höjd då bärorganet är fäst vid pelarens topp och X- axelarmen är vriden och lutar. Sålunda kan arbetsområdet vidgas mycket och robotens användbarhet avsevärt utvidgas. Patentkrav

1. Universalrobot med ett stativ (10) på vilket är fäst minst en upprättstàende pelare (1) och en på pelaren (1) medelst ett bärorgan (2) svängbart monterad första arm, en s k X-axelarm (3), samt en på X-axelarmen (3) medelst en slid (5) förskjutbart och vridbart anordnad andra arm, en s k Z-axelarm (6), som i sin undre ände har ett lasthållande organ (8), k ä n n e t e c k n a d a v att bärorganet (2) är anordnat vertikalt förflyttbart pá pe- laren (1) och att X-axelarmen (3) är svängbart monterad pá bär- organet (2) under förmedling av en första rotationsmekanism (4), som är làsbar i önskat rotationsläge, medan Z-axelarmen (6) är vridbart monterad pá sliden (5) via en andra rotationsmekanism (7), vilken likaså är låsbar i önskat rotationsläge.

2. Universalrobot enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a d a v att rotationsmekanismen (4) innefattar ett rotationsorgan (41), vilket, vid sin ena ände, är fäst vid X-axel- armen (3) och vid sin andra ände, har en glidyta (42), ett lager (43) och en glidyta på bärorganet (2), vilken står i glidkontakt med rotationsorganets (41) glidyta (42) via lagret (43), och att den andra rotationsmekanismen (7) innefattar ett rotationsorgan (71), vilket, vid sin ena ände, är fäst vid sliden (5) och, vid sin andra ände, har en glidyta (72), ett lager (73), och en glid- yta (51) på sliden (5), vilken stár i glidkontakt med rotations- organets (71) glidyta (72) via lagret (73).