SE453974B - Industrirobot med tva kardanskt anordnande svengningsaxlar - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 453 974 3 u p.

Det-är ett syfte med föreliggande uppfinning att. byggande på “ den i och för sig kända kardanska upphängningen. tillverka en snabb och noggrann industrirobot. Han vill därvid utnyttja att tunga motorer och liknande ej gör anordningen trög. om de mon- teras nära systemets huvudsakliga svängningspunkt. Uppfinnin- gen börjar sålunda med den insikten. att det ej är nödvändigt att. såsom föreslås i den japanska nämnda patentansökan. mon- tera alla motorer i robotens fasta fundament. utan att man i stället bör montera dem nära de huvudsakliga svängningarnas skärningspunkt. varvid man enligt uppfinningen släpper på kravet att de ej skall vara rörliga.i Närmare bestämt uppnås ovannämnda och andra fördelar och syf- ten enligt uppfinningen genon att en industrirobot av inled- ningsvis nämnt slag är utrustad med de kännetecken som anges i den kännetecknande delen av patentkrav 1. Det är lämpligt att den kardanskt upphängda delen är utförd såsom en låda eller ett företrädesvis med rektangulärt tvärsnitt utfört rör. vari gejdrarna är monterade. Plattformen. som alltså uppbär tre mo- torer ned tillhörande resolvrar. är visserligen rörlig i för- hållande till anordningens kardanska svängningscentrum. och translationsrörelsen kännetecknas av sin tröga massa. övriga frihetsgraders rörlighet och snabbhet påverkas emellertid föga därav. och industriroboten utmärkes av mycket god styr- barhet och snabbhet.

Den femte och den sjätte motorn driver var sin axel och befin- ner sig pâ konstant avstånd från verktygsfästet. varför kraft framledningen via vridaxlar kan ske på enkelt sätt med ett minimum av glapp.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas genom ett 1 ritningarna åskådliggjort utföringsexempel. Big. 1 visar därvid en totalvy av en industrirobot. Pig. 2 visar en genonskärningsvy av den i fig. l visade industriroboten. där snittet lagts genom de kardanskt anordnade svängningsaxlarna. Pig. 3 visar en 10 15 20 25 30 35 453 974 sprängskiss av den translatoriskt rörliga plattformen med sin roterbara arm och sitt verktygsfäste.

Den schematiska vyn i fig. 1 visar en kardansk upphängning med ett fundament 2. som kan fästas vid en vägg. ett tak eller någon bärkonstruktion. och vari en "ring" 1 är svängbart mon- terad kring axeltappar på en första svängningsaxel I. I denna "ring" 1 är en låda 4 svängbar kring en vridningsaxel II via axeltappar 5 och 6 (varav i denna figur endast-axeltappen 5 är synlig). "Ringen" l är svängbar via en motor 3 och en skissar- tat visad hävarmskonstruktion. påverkad av en av motorn 3 driven skruv. En liknande svängningsmekanism kan vrida lådan 4 kring axeln II. ehuru denna ej syns i figuren.

En arm 7 utsticker ur lådan 4 och har en verktygshållare med ett verktyg 8. Som kommer att förklaras nedan. är armen 7 både vridbar kring sin lângdaxel och utskjutnings- och indragnings- bar i lådan 4. såsom i figuren antytts med pilar.

II (med den kardanska upphängningen mittställd). Lådan 4. som alltså är I fig. 2 visas ett snitt genom axlarna I och kardanskt upphängd. är inuti försedd med två parallella gejd- rar 10 och ll. som sträcker sig genom nästan hela lådans längd vinkelrätt mot axlarna I och II, samt är fästade därvid från insidan medelst justerbara fâstmedel 12 resp. 13. En plattform 20 är glidbar på gejdrarna. i en translationsrörelse driven av motorn 9 (fig. 1). via den i både "ringen" 1 och i lådan 4 roterbart lagrade axeltappen S. Denna överföringsprincip genom axeltappen har gjorts till föremål för svenska patentansökan 84026894. Pâ axeltagzíaens inre ände sitter en pignon 22. som in- griper med en vid plattformen 20 fästad och med gejdrarna 10 och ll parallell kuggstång.

Den i lådan 4 rörliga plattformen 20 framgår kanske allra bäst av fig. 3. Dess två lagerbärande bärplattor 25 och 26 förenas av en styv struktur. Armen 7 är trädd igenom plattformen och på icke visat sätt vridbart lagrad däri samt upptill avslutad med kugghjulet 27. Armen 7 är vridbar medelst en motor 28. 10 15 20 PJ H1 30 35 453 974 ' :I vars axel driver kugghjulet 31 via ett mellankugghjul. De båda Û kuggingreppen är reglerbara till glappfrihet genom att axeln till mellankugghjulet är justerbart anordnad. De båda motorer- na 29 och 30 är fästa vid kugghjulet 27 och medföljer alltså. då detta och därmed armen 7 vrides av motorn 28. De kablar som matar motorerna 28. 29 och 30 jämte andra don. t-8X- tryckluftsslangar 32 för verktygsfästets och arbetets behov. kommer därvid att torderas- Motorerna 29 och 30 driver var sin axel 33 resp. 34. vilka driver resp. en svängrörelse kring en axel 35, som är vinkel- rät mot armens 7 riktning och en vridningsaxel 36. som är vinkelrät mot axeln 35. varigenom själva verktygshållaren erhåller ytterligare två frihetsgrader. Industriroboten är därmed försedd med sex frihetsgrader och har sålunda teore-W tiskt sett full rörelsefrihet inom sitt definitionsintervall.

Han kan lägga märke till dels att samtliga frihetsgrader utom en uppnås genom svängning eller vridning. varav huvuddelen genom punkter som ligger nära det svängda/vridna partiets tyngdpunkt och med den väsentliga delen av den rörliga massan nära svängnings- eller vrídningsaxeln. så att tröghetskrafter- na blir låga. Endast en frihetsgrad är förenad med en transla- tíonsrörelse. vars tröghet kan ha betydelse. Därför kan acce- lerationer ske vid vertygshållaren. vilka är mycket höga (över l G). när det gäller fem av frihetsgraderna. Även precisionen i rörelserna har visat sig bli mycket hög. Exempelvis har en provanläggning uppbyggts med följande data: Arbetsområdet har formen av i huvudsak en stympad kon med höjden 350 mm. halva konvinkeln 30° och den stora basytan i form av en cirkel med 500 mm radie. Inom detta ungefärliga arbetsområde uppnåddes en inställningsnoggrannbet för verk- tygsfästet om 0.l mm eller bättre.

Claims (3)

10 15 20 25 30 35 453 974 Patentkrav l. Industrirobot. som har en kardanskt uppnängd del (4). svängbart rörlig kring två mot varandra vinkelräta axlar
1. (I.II) medelst en första resp. en andra motor. varvid i den kardanskt upphängda delen är anordnad en translatoriskt rörlig arm (7). vilken vid en utstickande ände är försedd med ett (8) av att den nämnda armen (7) är trans- vridbart verktygsfäste k ä n n e t e c k n a d latoriskt rörlig därigenom att den är fästad vid en på gejdrar (lO.l1) inuti den kardanskt uppnängda delen (4) medelst en tredje motor (9) translationsrörlig plattform (20). på vilken tre ytterligare motorer (28-30) är monterade. varav en fjärde motor (28) vars axel genom kuggingrepp står i förbindelse med ett i plattformen roterbart kugghjul (27). vid vilket armen (7) är fästad. och varvid vid kugghjulet är fästade en femte (29) och en sjätte (30) motor. kopplade till var sin mot verk- tygsfästet sträckt axel (33.34). vilka är anordnade att svänga verktygsfästet (8) kring en mot armen vinkelrät axel (35) resp. att vrida verktygsfästet kring en mot den föregående axeln vinkelrät axel (36).
2. 2. Industrirobot enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a d av att den kardanskt upphängda delen. inrymmande den fjärde. femte och sjätte motorn (28-30). består av en låda (4) inuti vilken de två gejdrarna (10.l1) är fästade. på vilka platt- formen (20) är glidbart förflyttningsbar genom en vid denna fäst kuggstång (21). mot vilken ingriper en vid lådan roter- bart fästad och till den tredje motorn (9) kopplad pignon (22).
3. 3. Industrírobot enligt krav 2. k ä n n e t e c k n a d av att i plattformen ingår två bärplattor (25.26) med två gejder- lager var, vilka bärplattor är inbördes förenade till en styv plattformsenhet (20). varvid den tredje. fjärde och femte motorn (28-30) är anordnade ovanför en övre (25) av de tvâ nämnda bärplattorna. a 5 A