SE502256C2 - Anordning för styrning av ett verktyg - Google Patents

Description

502 256 z Det blir därför viktigt att, för uppfinningens praktiska tillämpning och för tolkningen av efterföljande patentkrav, uppgifterna "horisontell" och "vertikal" endast skall tolkas som referenser och att dessa kan, utan att frângå uppfinningens egenheter, få intaga andra orienteringar än här defi- nierade.

TEKNIKENS TIDIGARE STANDPUNKT En anordning, av ovan angiven beskaffenhet, kan anses vara tidigare känd genom det som är visat och beskrivet i den amerikanska patentskriften 4,299,533, illustrerande en manipulator, avsedd att kunna förflytta ett material till en av flera olika lokaliteter, belägna utefter en armarna, mot det första planet projicerad, linje.

Det är således här fråga om en förflyttning längs en rät linje utefter ett plan till en av flera tillgängliga positioner.

Det är också tidigare känt, genom den europeiska patentpublikationen 0 076 947, en anordning, en så kallad robot, för att kunna förflytta ett objekt, där förflyttningssträckan och positionen kan vara godtycklig inom en av en arms längd beroende halvsfär, vilket sker genom att låta en enda robotarm eller två sammankopplade armar vara vridbart fästade till ett stöd.

En liknande anordning kan också få anses vara tidigare känd genom den ame- rikanska patentskriften 4 398 863, där det ävenledes anvisas möjligheter att kunna vrida en arm omkring ett stöd.

Slutligen kan nämnas att genom publikationen DE-A1-3 308 474 är det tidiga- fre känt en robot, där armsystemet är vridbart anordnat kring en första vertikal vridningsaxel.

Föreliggande uppfinning kan anses utgå ifrån vad som sålunda visat sig vara tidigare känt genom den sist angivna publikationen. 3 5o2 25e REDOGURELSE FUR FURELIGGANDE UPPFINNING TEKNISKT PROBLEM Under beaktande av teknikens tidigare ståndpunkt, såsom den beskrivits ovan, måste det få anses vara ett tekniskt problem att med enkla medel kunna vidtaga sådana åtgärder att om armen blir vridbart anordnad relativt en basplatta i en första riktning så skall verktygsfästet vrida sig i mot- svarande grad i en motsatt riktning.

Det måste också få anses vara ett tekniskt problem att erbjuda sådana om- ständigheter att ett i verktygsfästet fast monterat verktyg, med en mot verktygsfästet sned inställning, kan kvarhålla denna sneda inställning oavsett läget för verktygsfästet.

Det måste också få anses vara ett tekniskt problem att kunna anvisa ett speciellt kugghjulsarrangemang i anslutning till en vertikal vridnings- axeln, innefattande tre med varandra samverkande kugghjul med på förhand bestämda relationer mellan vridningsriktningarna, för att därigenom kunna skapa förutsättningar för att i beroende av armens rörelse i horisontal- planet påverka verktygsfästet på ovan angivet sätt ävenledes i ett hori- sontalplan.

Det måste vidare få anses vara ett tekniskt problem att kunna anvisa enkla åtgärder, som med ett utnyttjande utav bryttrissor och ändlösa band, för att därmed kunna överföra en rörelse, genererad från ett andra och ett tredje kugghjul till en utgående axel invid verktygsfästet, skall kunna vrida verktygsfästet på ovan angivet sätt.

Det måste också få anses vara en kvalificerad teknisk insikt att förstå betydelsen av att låta riktningen för en vertikal vridningsaxeln för ett sjätte kugghjul få vara parallellt orienterad till en vertikal vridnings- axel för ett första kugghjul.

Under utnyttjandet utav parvisa parallella ändlösa band torde det få anses vara ett tekniskt problem att på ett enkelt sätt kunna låta parvisa bryt- trissor få så samverka med varandra att de driver två parvisa ändlösa band i motsatt riktning och därigenom minskar sidoordnad kraftpå- verkan vid drift. 502 256 _ 4 Det är ävenledes ett teknikst problem att kunna inse att första, andra och tredje vridningsaxlar skall vara horisontellt orienterade medan fjärde och femte vridningsaxlar skall vara vertikalt orienterade, för att därigenom erbjuda en enkel funktion hos anordningen.

Slutligen måste det också få anses vara ett tekniskt problem att kunna inse att en anordning, som lyckats lösa ett eller flera av ovan angivna tekniska problem, jämväl kan erbjuda en alternativ användning, i det att ett första kugghjul kan vara drivet av en motor, varvid denna drivning av nämnda änd- lösa band blir överförd som en rotationsrörelse till ett sjätte kugghjul och dess axel och därigenom kan till nämnda sjätte kugghjul och dess axel direkt fästas ett skärande eller slipande verktyg.

LUSNINGEN Föreliggande uppfinning avser nu att anvisa en lösning av ett eller flera av ovan angivna tekniska problem genom att utgå ifrån en anordning, anpas- sad för att möjliggöra en styrning av ett verktyg eller liknande till olika positioner tillhöriga ett första plan. Anordningen utnyttjar härför ett stöd, en första arm, en andra arm, och ett för verktyget anpassat verktygs- fäste, där nämnda första arms ena ände är vridbart fäst till stödet, över en första horisontell vridningsaxel, nämna andra arms ena ände är vridbart fäst till nämnda första arms andra ände, över en andra horisontell vrid- ningsaxel, medan nämnda andra arms andra ände är vridbart fäst till nämnda verktygsfäste, över en tredje horisontell vridningsaxel. Ändlösa band eller liknande är anordnade att så löpa över med resp. horisontell vridningsaxel samverkande bryttrissor att vid en förskjutning av verktygsfästet längs en, armarna mot planet projicerad, linje intager verktygsfästet en och samma orientering.

Vidare skall armen vara vridbart anordnad relativt en basplatta över en fjärde vertikal vridningsaxel, bildande rät vinkel till nämnda första horisontella vridningsaxel, medan verktygsfästet är anordnat att vrida sig relativt en femte vridningsaxel, bildande rät vinkel till nämnda tredje horisontella vridningsaxel, i motsvarande grad och i motsatt riktning. 502 256 Utgående från en sådan anordning föreslås enligt uppfinningen att den fjärde vridningsaxeln samverkar med ett första kugghjul, anordnat att vid en förskjutning och vridning av verktygsfästet 1 en första riktning driva ett andra kugghjul i en riktning och ett tredje kugghjul i en motsatt rikt- ning, att de andra och de tredje kugghjulen samverkar med var sin bryttris- sa, vilka via var sina ändlösa band eller liknande samverkar med tredje och fjärde bryttrissor, relaterade till nämnda andra vridningsaxel, som är sammankopplade med femte och sjätte bryttrissor, jämväl relaterade till nämnda andra vridningsaxel, varvid nämnda femte och sjätte bryttrissor via var sina ändlösa band eller liknande samverkar med sjunde och åttonde bryt- trissor samverkande med fjärde och femte kugghjul, vilka står i ingrepp med ett sjätte kugghjul.

Såsom föreslagna utföringsformer, fallande inom ramen för uppfinningstan- ken, föreslås att riktningen för den femte vridningsaxeln och vridningsaxeln för det första kugghjulet skall vara parallellt orienterad till vridningsaxeln för det sjätte kugghjulet.

De fjärde och femte bryttrissoriia är orienterade intill varandra och förenade till varandra. Å Vart och ett av de ändlösa banden utgöres av en eftersläpningsfri rörelse- överföring, såsom en kuggrem och var och en av bryttrissorna uppvisar då en periferiyta med mot kuggremmens utsprång svarande urtagningar.

Vidare föreslås att nämnda första, andra och tredje vridningsaxlar är pa- rallellt och horisontellt orienterade medan nämnda fjärde och femte vrid- ningsaxlar är parallellt och vertikalt orienterade.

Slutligen anvisas en möjlighet att låta det första kugghjulet vara drivet av en motor och att denna drivning, via nämnda ändlösa band, är överförd som en rotationsrörelse till det sjätte kugghjulet och dess axel. Härvid kan nämnda sjätte kugghjul och dess axel vara direkt över en spindel sam- verkande med ett skärande eller slipande verktyg. 502 256 6 FURDELAR De fördelar som främst kan få anses vara förknippade med en anordning, i enlighet med föreliggande uppfinning, är att härigenom har det givits en möjlighet att kunna förflytta ett för ett verktyg anpassat verktygsfäste godtyckligt utefter ett plan med bibehållande av en på förhand bestämd orientering av verktygsfästet och inom en radie som begränsas utav den totala längden för tvâ armar. ' Éenom att verktygsfästet är fäst på anvisat sätt kommer ett i detta fäste fäst verktyg att ständigt intaga ett av infästningen beroende läge och inriktning.

Det har också visat sig vara möjligt att med hjälp utav en motor, drivande en i den ena änden för en första arm anordnad tapp, tilldela en med verk- tygsfästet samverkande tapp en motsvarande rotationshastighet och därmed kan ett slipande eller skärande verktyg appliceras direkt till nämnda axel eller tapp.

Det som främst kan få anses vara kännetecknande för en anordning, att möj- liggöra en styrning av ett verktyg eller liknande till olika positioner tillhöriga ett första plan, i enlighet med föreliggande uppfinning, anges i det efterföljande patentkravets 1 kännetecknande del.

KORT FIGURBESKRIVNING fEn för närvarande föreslagen utföringsform, uppvisande de för föreliggande uppfinning signifikativa kännetecknen, skall närmare beskrivas med hänvis- ning till bifogad ritning där; figur 1 visar i perspektivvy och i förenkling en anordning, in- tagande ett första läge för verktygsfästet men jämväl illustrerande orienteringen utav verktygsfästet när detta av armarna har förskjutits till en visad position, belägen vid sidan av en armarna mot planet projicerad linje, figur 2 visar i sidovy och i 502-256 stark förenkling principen för an- ordningens funktion och figur 3 visar anordningen enl BESKRIVNING UVER NU FURESLAGEN UTFURING Med hänvisning t att möjliggöra en styrning av ett ve tioner tillhöriga ett första plan "A", efattar et arm 4 samt ett för verktyget anpassat v ter och där anordningen 1 inn Nämnda första arms 3 ena ände 3a är vri första horisontell vridningsaxel 6, vridbart fäst till nämnda första arms a tell vridningsaxel 7, medan nämnda andr fäst till nämnda verktygsfäste 5 över e 8, varjämte ändlösa band eller liknande resp. vridningsaxel samverkande bryttri verktygsfästet 5 längs en armarna 3, 4 intager verktygsfästet 5 en och samma o “kompassriktningen" för v X .

I figur 1 har ningsbeteckningen Här bör noteras att verktygsfästet 5 sa att den ena armens 3 ena änd axel 11.

Verktygsfästet 5 har försetts med en s tjäna som hållare för et verktygsfäst Verktygsfästet 5 kan med sitt hål 1 rustning, avsedd att i planet "A godtyckligt plan mär ill figur 1 visas där således i e 3a samverkar med stö t verktyg, exempelvis en borrmaskin, et 5 då skall intaga en position över planet igt figur 2 i horisontalprojektion.

SFORM förenkling en anordning för rktyg eller liknande till olika posi- definierat av "x" och “z"-koordina- t stöd 2, en erktygsfäste 5. första arm 3, en andra dbart fäst till stödet 2 över en nämnda andra arms 4 ena ände 4a är ndra ände 3b över en andra horison- a arms 4 andra ände 4b är vridbart n tredje horisontell vridningsaxel är anordnade att så löpa över med ssor att vid en förskjutning av XII mot planet "A" projicerad linje rientering. erktygsfästet 5 tilldelats hänvis- mverkar med en vertikal axel 10 och det 2 via en vertikal ymbolisk urtagning 12, avsedd att i vilket fall IIAII . 2 också anses representera en märkut- H I (x-z-planet), eller annat ka på förhand bestämda positioner. 502 256 Det bör här bemärkas att ett i fästet 5 infäst verktyg kan tilldelas en godtycklig riktning "D". Denna riktning är densamma oavsett fästets 5 posi- tion utefter planet "A".

Med hänvisning till figurerna 2 och 3 visas att armen 3 är vridbart anordnad relativt en basplatta över en fjärde vertikal vridningsaxel 13, bildande rät vinkel till nämnda första vridningsaxel 6. vridningsaxel 14, bildande rät vinkel till nämnda tredje vridningsaxel 8, i motsvarande grad och i motsatt riktning. , 4 kommer att vrida sig i förhållande till vridningsaxeln 13 på så sätt som visats med pilen "P1", vilket då vidare innebär att resp. ändlösa band 20, 21, 22, 23 kommer att röra sig i de med pilar visade riktningarna, vilket i sin tur kommer att innebära att verktygsfästet 5 förskjutes åïVän5f9fifl9Uf1 ÛWOÉPÛSF' tionen C och visat verktygsfäste 5' med en åtföljande vridning kring vridningsaxeln 14 i förhållande till vridningsaxeln 8 i pilens "P2" rikt- ning och därmed kommer orienteringen utav verktygsfästet att vara en och densamma (x') under hela förskjutningen från läget "B" till läget "C" i figur 1. tygsfästet 5 i en första riktning, säg från position "B" till position "C" i figur 1, driva ett andra kugghjul 31 i en riktning och ett tredje kugg- hjul 32 i en motsatt riktning.

De andra 31 och de tredje 32 kugghjulen samverkar med var sin bryttrissa, en första bryttrissa 33 och en andra bryttrissa 34, vilka via var sina ändlösa band 20, 21 samverkar med tredje och fjärde bryttrissor, betecknade 35 och 36, relaterade till nämnda andra vridningsaxel 7, som är sammankopp- lade med femte och sjätte bryttrissor 37, 38, jämväl relaterade till nämnda andra vridningsaxel 7, varvid nämnda femte och sjätte bryttrissor via var sina ändlösa band 22, 23 samverkar med sjunde och åttonde bryttrissor, 9 502.256 betecknade 39 och 40, samverkande med fjärde och femte kugghjul 31', 32', vilka står i ingrepp med ett sjätte kugghjul 30'.

Det torde vara uppenbart att kugghjulsarrangemangen är i princip lika, med samma diameter och kuggdelning. ' Riktningen för vridningsaxeln för det första kugghjulet 30 är parallellt orienterad till vridningsaxeln för det sjätte kugghjulet 30'.

De fjärde 36 och femte 37 bryttrissorna är båda orienterade intill varandra och vridstyvt förenade till varandra.

Vart och ett av de ändlösa banden utgöres i utföringsexemplet av eftersläp- ningsfria rörelseöverföringar, såsom en kuggrem och var och en av bryttris- sorna uppvisar en periferiyta med mot kuggremmarnas utsprång svarande ur- tagningar. Detta är icke visat i detalj i förenklande syfte. Det bör be- aktas att även andra konstruktioner av band kan komma till användning.

Vidare föreslås att nämnda första, andra och tredje vridningsaxlar 6, 7, 8 är horisontellt orienterade medan nämnda fjärde och femte vridningsaxlar 13, 14 är vertikalt orienterade.

Inom uppfinningens ram faller även en möjlighet att tilldela det första kugghjulet 30 och axeln ll en drivning av en i figur 2 endast med hänvis- ningsbeteckningen 45 illustrerad motor, av i och för sig tidigare känt slag, för att via denna motor erbjuda en drivning, via nämnda ändlösa band 20, 21, 22, 23, för en överföring av en rotationsrörelse till det sjätte kugghjulet 30' och dess axel 10.

Anordnandet av parvisa ändlösa band 20, 21 och 22, 23 innebär att krafterna blir motriktade och påverkar inte armarnas 3, 4 inbördes läge.

I så fall föreslås att till nämnda axel 10 och nämnda sjätte kugghjul 30' fästes ett skärande verktyg, i vilket utföringsexempel verktygsfästet 5 utgår. 502 256 10 Det bör också bemärkas att bryttrissorna intager ett på förhand bestämt avstånd från varandra via i figuren ej närmare beskrivna stödarmar eller med hjälp av det yttre höljet, illustrerat i figur 1, för den första armen 3 och den andra armen 4.

Det faller vidare inom uppfinningens ram att som verktygsfäste anvädda ett kul-fäste, som då kan inrikta verktyget i en önskad rak eller sned position samt låsa verktyget i ett sådant läge.

Det är vidare möjligt att med hjälp av fjädrar kunna kompensera för ar- marnas egenvikt. Det är vidare möjligt att vidtaga sådana åtgärder att en sidoordnad rörelse kan ske med samma motstånd som en armböjande rörelse.

Uppfinningen är givetvis inte begränsad till den ovan såsom exempel angivna utföringsformen utan kan genomgå modifikationer inom ramen för uppfinnings- tanken illustrerad i efterföljande patentkrav.

Claims (7)

Å/ 5 0 2 2 5 6 PATENTKRAV -

1. Anordning (1) för att möjliggöra en styrning av ett verktyg eller lik- nande till olika positioner tillhöriga ett första plan (A), där anordningen (1) innefattar ett stöd (2), en första arm (3), en andra arm (4) och ett för verktyget anpassat verktygsfäste (5), där nämnda första arms (3)_ena ände (3a) är vridbart fäst till stödet (2) över en första vridningsaxel (6), nämnda andra arms (4) ena ände (4a) är vridbart fäst till nämnda förs- ta arms (3) andra ände (3b) över en andra vridningsaxel (7), medan nämnda (4) andra arms andra ände (4b) är vridbart fäst till nämnda verktygsfäste (5) över en tredje vridningsaxel (8), varjämte ändlösa band eller liknande är anordnade att så löpa över med resp. vridningsaxel samverkande bryttris- sor att vid en förskjutning av verktygsfästet (5) längs en armarna (3,4) mot planet (A) projicerad linje (X) intager verktygsfästet (5) en och samma orientering (x'), varjämte armen (3) är vridbart anordnad relativt en basplatta över en fjärde vridningsaxel (13), bildande rät vinkel till nämnda första vridningsaxel (6), medan verktygsfästet (5) är anordnat att vrida sig relativt en femte vridningsaxel (14), bildande rät vinkel till nämnda tredje vridningsaxel (8), i motsvarande grad och i motsatt riktning, k ä n n e tue c k n a d därav, att den fjärde vridningsaxeln (13) samverkar med ett första kugghjul (30), anordnat att vid en förskjutning och vridning av verktygsfästet (5) i en första riktning (från B till CI- driva ett andra kugghjul (31) i en riktning och ett tredje (32) kugghjul i en motsatt riktning, att de andra (31) och tredje (32) kugghjulen samverkar med var sin bryttrissa (33,34), vilka via var sina ändlösa band eller liknande (20,21) samverkar med tredje (35) och fjärde (36) bryttrissor, relaterade till nämnda andra vridningsaxel (7), som är sammankopplade med femte (37) och sjätte (38) bryttrissor, jämväl relaterade till nämnda andra vridningsaxel (7), varvid nämnda femte (37) och sjätte (38) bryttrissor via var sina ändlösa band eller liknande (22,23) samverkar med sjunde (39) och åttonde (40) bryttrissor samverkande med fjärde (31') och femte (32') kugg- hjul, vilka står i ingrepp med ett sjätte kugghjul (30').

2. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att riktningen för vridningsaxeln (13) för det första kugghjulet (30) är paral- lellt orienterad till vridningsaxeln (14) för det sjätte kugghjulet (30'). /a 502 256

3. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att de fjärde (36) och femte (37) bryttrissorna är orienterade intill varandra och förenade till varandra.

4.' Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav,*att vart och ett av de ändlösa banden (20,21,22,23) utgöres av en kuggrem och var och en av bryttrissorna uppvisar en periferiyta med mot kuggremmens form svarande urtagningar.

5. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda första (6), andra (7) och tredje (8) vridningsaxlar är parallellt orienterade medan nämnda fjärde (13) och femte (14) vridningsaxlar, är därtill vinkelrätt och inbördes parallellt orienterade.

6. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att det första kugghjulet (30) är drivet av en motor (45) och att denna driv- ning, via nämnda ändlösa band, blir överförd som en rotationsrörelse till det sjätte kugghjulet (30') och dess vridningsaxel (14).

7. Anordning enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att till nämnda sjätte kugghjul (30') och dess vridningsaxel (14) är fäst ett skärande verktyg.