SE515980C2 - En metod för snabb förflyttning av ett arbetsobjekt i både horisontalled och vertikalled från en arbetsstation till en annan - Google Patents

Description

I u n clan lo n o o: 10 15 20 25 30 35 515 980 2 förflyttning mellan den ena arbetsstationen till den andra, måste uppfylla höga krav och att kostnaden står i proportion till robotenhetens tyngd. Således finns det många nackdelar som kan kopplas till nuvarande robotars tunga utformning. Vidare gäller for många tillämpningar att roboten måste kunna hämta/lämna vid en punkt som är placerad bortom ändpunkten för nämnda horisontella balkenhet, vilket ställer ytterligare krav på robotens utformning för att lkunna utföra förflyttningen med önskad precision.

Försök har gjorts med användande av andra robotprinciper men det har hitintills inte fi-amtagits något fungerande altemativ i förhållande till kända robotsystem, troligen på grund av svårigheter med uppfyllande av de komplexa krav som finns i samband med ovan nämnda förflyttningar.

KORT REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att ta fram ett robotsystem som löser ovannämnda nackdelar. Detta åstadkommas med hjälp av att nämnda motorer är stationärt anordnade i förhållande till nämnda arbetsstationer och att förflyttningen av arbetsobjektet sker utan förflyttning av någon av nämnda två motorer, att förflyttningen av arbetsobjektet sker längs en förprogrammerad bana genom att kontinuerligt styra och registrera läget hos var och en av de vridbara delarna ingående i nämnda motorer.

Visserligen är det förut känt att försöka använda robotar av sk. ”Cartesian type”, som använder sig av stationära motorer, som alltså inte deltar i själva förflyttningen. Något genombrott eller framgång har dock ej kunnat åstadkommas med dessa tidigare kända försök framförallt inte med avseende på presslinjer. Genom exempelvis EP 310481 är förut känt en sådan robotanordning, som omfattar, en släde som är förflyttningsbart anordnad längs nämnda balkenhet, en andra balkenhet som utsträcker sig väsentligen vinkelrätt i förhållande till första nämnda balkenhet och som är förskjutbart anordnad vid nämnda släde, ett gripdon anordnat vid ena änden av nämnda andra balkenhet, två drivmotorer, som står i förbindelse med en styrenhet ett antal omlänkningsrullar samt en drivrem som omlöper drivhjulen av nämnda drivmotorer och nämnda omlänkningsrullar.

En utveckling av anordningen enligt EP 310481 visas i DE G 941783 7.2, som åstadkommer i princip samma slags rörelseschema genom användning av enbart en rem istället för två, och varvid drivremmen är infast vid ena änden av nämnda andra balkenhet.. Ingen av dessa kända anordningar påvisar dock möjligheten att kunna 10 15 20 25 30 35 51:» 980 använda en dylik robotkonstruktion för att kunna plocka vid en position bortom den horisontella balken och frarnför allt ger de ingen indikation om hur en eventuell flexibel plocka/hämtfunktion skulle kunna integreras där plockning/hämtning skall slke bortom ändpunkterna för nämnda balkenhet. Därutöver gäller att en dylik robotenhet sannolikt skulle bli mycket dyr att konstruera om lika höga precisionskrav (ofia repeterbarhet av ca. 0,05 mm.) skulle ställas på en sådan som tidigare kända normalt, använda robot anordningar. Kombinationen av sistnämnda brister är troligtvis anledning till att dylika robotprinciper ännu ej fiinnit sitt inträde på markanden, i dylika arbetslinj er, såsom exempelvis presslinj er.

Det visar sig att mycket stora fördelar kan vinnas om en kombination enligt uppfinningen används. Tack vare att använda en robotprincip utan medflyttande motorer kan hastigheter på uppemot och kanske över tio meter i sekunden användas, vilket drastiskt ökar pröduktionskapaciteten i en arbetslinj e. Dessutom jobbar motorerna tillsammans vilket innebär att motorernas och växlarnas storlek (effekt) kan halveras jämfört med traditionell lösning med en separat motor för varje axel. Genom att använda ett så kallat ”auto teach in” förfarande för kalibrering av robotens förflyttning, kan visst avkall på precisionen i robotens konstruktion göras, framförallt med avseende på förslitningar respektive töjningar som uppträder efter en viss tids användning. En repeternoggrannhet som är bättre än ca. 0,05 mm. är ytterst sällan nödvändig och oftast _ råder en repeterbarnoggrannhet på ca l mm. i de flesta arbetslinjer för pressar. Genom att med jämna mellanrum automatiskt omprogrammera/kalibrera systemet kan önskad precision i förflyttningen bibehållas tack vare att det så kallade ”auto teach iiri”, systemet är enkelt och snabbt att genomföra. Därför medför återkommande kalibreringar inget problem ur vare sig produktionshänseende eller kostnadshänseende. Genom att precisionen inte behöver överdrivas utan kan hållas på en rimlig nivå låter sig roboten tillverkas till en mycket rimlig kostnad, inte minst eftersom ingående material och tillverkningsmetoder för dess framställning kan hållas inom ett standardkoncept.

Ytterligare fördelar och aspekter med uppfinningen kommer att framgå av detaljbeskrivningen nedan.

FIGURBESKRIVNTNG I det följande kommer uppfinningen att beskrivas i mer detalj med hänvisning till de bifogade figurema i vilka: Fig 1. visar en robot enligt uppfinningen inmonterad mellan två arbetsstatiioner i samband med hämtning av ett arbetsstycke från en arbetsstation, 10 15 20 25 30 35 515 980 4.

Fig. 2 visar ett föredraget utförande robot enligt uppfinningen sedd från ovan, delvis i genomskärning, Fig. 3 visar roboten enligt Fig. 2 i mer detalj i en vy från sidan, Fig. 4 visar styrenheten och hur denna är ansluten till en manöverpanel respektive motorerna, Fig. 5 schematiskt visar hur roboten arbetar tillsammans med ett fast mellanbord, Fig. 6 schematiskt visar hur roboten arbetar tillsammans med ett rörligt mellanbord, Fig. 7 schematiskt visar en moditikation av hur roboten kan arbeta med rörligt mellanbord, Fig. 8 visar hur två robotar enligt uppfinningen kan användas för att erhålla olika höjd vid hämta respektive lämna lägen, F ig. 9 visar en föredragen utföringsform enligt uppfinningen varvid roboten är anordnad med ett förflyttningsbart gripdon, F ig. 10 schematiskt visar hur en robot enligt uppfinningen med förflyttningsbar skyttel arbetar, och Fig. 11 visar en robot anordnad med en tredje axel enligt en ytterligare modifikation enligt uppfinningen.

DETALJBESKRIVNING I Fig 1. visas en presslinje med en robot 10 enligt uppfinningen för förflyttning/plockning av plåtstycken 2 från en pressenhet 3 till en annan 4. Roboten lO är anordnad med ett gripdon 12, som omfattar en långstrâckt enhet 12D vid vars ändar finns anordnade två gripdonsenheter 12A, 12B, som kan plocka en plåt 2 rned sin ena gripenhet 12A från den första pressen 3 och placera in plåten med den andra gripenheten 12B i den andra pressen 4. Ett mellanbord 16 används på känt vis för mellanlagring av plåten 2 då byte görs från ena gripenheten l2A till andra 12B. 00 00 0000 10 15 20 25 30' 35 515% 980 Roboten omfattar en horisontell, fixerad pelare/balk 20, som är infäst vid vardera pressenhet. 3,4 med hjälp av flexibla organ 5, 6. Dessa flexibla infästningsorgan 5, 6 är väsentliga i exempelvis presslinj en för att eliminera kraftiga vibrationer som kan uppstå vid en pressenhet Vid balken 20 är en horisontellt förflyttningsbar släde 11 anordnad.

Vid släden 11 är i sin tur en vertikalt rörlig pelare/balk 22 anordnad. En flexibel rem 24 används för förflyttning av släden 11 och den vertikala balken 22. Rernmen 24 drivs av två motorer 26, 27 (se Fig. 2) medelst drivhjul 26A, 27BA och omlöper två yttre bältesomlänlcningsrullar 28A, B.

Bältet 24 är infäst med sina ändar 24A, 24B i den nedre änden av den vertikala pelaren 22. Genom att driva motorerna 26, 27 och därmed bältet 24 kan gripdonet 12 förflyttas i alla X/Y-riktningar. Genom val av drivriktning och hastighet av resp. motor kan rörelsen av gripdonet 12 styras på ett kontrollerat vis. Om exempelvis motorerna roterar åt motsatt håll och med samma hastighet kommer enbart en vertikal förflyttning av gripdonet att ske. Om samtidigt en viss hastighetsskillnad finns mellan motorema kommer dessutom en viss horisontell förflyttning att ske. Roterar däremot motorerna åt samma håll och med samma hastighet sker en ren horisontell förflyttning. Med hjälp av exakt datastyrning av motoremas rotorenheter 26C, 27C kan man alltså enkelt erhålla exakta förflyttningsmönster, fi'itt i rymden.

Tack vare att motorema är fasta, inte förflyttas under operation, kan vikten av robotens rörliga delar 12, 22, 28A-D, 30A-D, göras mycket låg, vilket innebär att ökade förflyttningshastigheter kan användas. Detta leder i sin tur till att kapaciteten i en presslinje kan ökas. Samtidigt med kapacitetsökningen vinner man följande fördelar: - Lägre energiåtgång - Lägre materialkostnad - Mindre underhåll, samt - Högre tillgänglighet I Fig. 2 visas en föredragen utföringsform av en robot enligt uppfinningen, sedd från ovan, delvis i genomskärning. Det visas att den rörliga robotenheten 10 är anordnad vid två horisontella balkar 20A, 2OB. Släden 11 är uppbyggd av två sidoplåtar 19A, 19B samt en överliggande, 11B respektive underliggande plåt 11C (se Fig. 3). Fast förankrat i sidopålarna finns fyra axlar 13A - 13D, varav enbart de två övre är synliga i Fig. 2.

Vid varje axel finns anordnad ett antal fritt lagrade styrhjul 15A, 15B respektive 17A, 17B både ovanpå och undertill med exakt passning i förhållande till respektive balkenhet 20A, 20B, så att släden 11 utan något egentligt friktionsmotstånd styrs av 10 15 20 25 30 35 515 9st) 6 dessa rullar vid förflyttning längs balkenhetema 20A, 2GB, i vad som kan betecknas X- och Y-led. För att även ge exakt styming av släden 11 i tredje led, dvs. Z-lecl används sidoplattorna 19A, 19B som samverkar med balkenheternasiyttersidor 20A, 2GB. Vidare visas i Fig. 2 att den vertikala balkenheten 22 har ett I-balkstvärsnitt och är anordnad inuti en urtagning 11Ai slädens mitt. Balkenheten 22 styrs inuti denna urtagning 11A på exakt vis med hjälp av styrrullar 21A, 21B respektive 23A, 23B, vilka även är fritt lagrade kring nämnda axlar 13A, 13B. Även omlänkningshjulen 30C respektive 30D är lagrade vid nämnda axlar 13A respektive 13B. Motorerna 26 respektive 27 är båda anordnade vid en av balkenhetema 2GB. Via en utväxling 26B respektive 27B driver dessa drivhjulen 26A respektive 27B till remmen 24.

I Fig. 3 visas en sidovy i genomskärning längs markeringen i Fig. 2. Det visas att den vertikala balken 22, som har ett tvärsnitt i form av enl-balk (se Fig. 2) med fördel är utformad med lättningshål 22B, i syfte att göra roboten så lätt som möjligt. Balken 22 styrs med hjälp av sina yttre ytor 22C, 22D. Den ena sidan 22C styrs genom att vara i kontakt med fyra styrrullar 23A - 23D som befinner sig i ett och samma vertikala plan.

Ytterligare en dylik uppsättning styrrullar 21A - 21D (se Fig. 2) styr balkens andra sida 22D i ett annat, parallellt vertikalt plan. Således är det sammanlagt åtta styrrullar 23A - 23D, 21A - 21D, som säkerställer en exakt styrning/förflyttning av den vertikala balken. Dessa styrrullar driver dock icke på något vis balken. För drivning av balkenheten svarar endast drivremmen 24 som påverkar balkenheten 22 genom att vara infäst vid dess ena ände 22A och genom att passera via omlänkningshjulen 30A - 30D.

Omlänkningshjulen 30A - 30D är i likhet med övriga vid Släden 11 anordnad styrhjul respektive omlänkningshjul lagrade längs en och samma genomgående axel 13A - 13D.

Det finns alltså fyra sådana axlar och vid varje axel, exempelvis den övre väinstra 13A, finns anordnat två styrhjul 15A, 17A i Fig. 2 för slädens rörelse längs balkar:na 20A, 2GB, två styrhjul 21A, 23A för styrning av den vertikala balkenheten 22, samt ett omlänkningshjul 3GC som är placerat vid axelns mittpunkt. Axlarna 13A - 13D är fixerade i de yttre plattorna 19A, 19B tillhörande släden 11. Släden sammanhålls med hjälp av de inre plattoma 19B samt den undre och den övre lockenheten 11B, llC. Alla styrhjul respektive omlänkningshjul är således fritt lagrade kring nämna axel 13 och är anordnad på så vis att de kan rotera fritt i förhållande till slädens byggnadsdelar 11, 19.

Såsom framgår av Fig. 2 och 3 används företrädesvis exakt likadana styrhjul både för slädens rörelse som för den vertikala balkens rörelse, så att fyra lika stora styrhjul, lämpligen extakt likadana sitter på en och samma axel 13. Diametern för omlänkningshjulen 30A - 30D måste dock vara mindre än styrhjulens så att dessa kan rotera fritt och så att remmen 24 kan löpa fritt. Slutligen visas i Fig. 3 att de övre vc 01- nø ns no II o: o 0 n o o c o o a g g g g 0 Qcc c o 00 a 0 0 o 000: Ib c 0 n 0 00 wc 10 15 20 25 30 35 515 980 omlänkningshjulen 28A, 28B för remmen 24 är fritt lagrade kring axlar 25A, 25B som var och en förankrats i den övre änden av den vertikala balken 22 i ett varsitt hörn därav.

I Fig. 4 visas schematiskt operatörspanelen 60, en så kallad HMI enhet (Human Machine Interface). I-IMI enheten 60 står i förbindelse med styrenheten 50 som i sin tur styr rörelseschemat för roboten med hjälp av de båda motorerna 26, 27, som mer korrekt bör betecknas som servomotorer med tillhörande kraftelektronik. ' Styrenheten 50 innefattar en styrdator 51 med minnesenhet, processorenhet, mm.

Dessutom ingår i styrenheten en registreringsenhet 52 som kontinuerligt bl.a. registrerar positioner för varje rotor hos motorerna 26, 27, vilket sker med hjälp av lägesgivare på respektive axel (rotor).'Styrdatorn 51 koordinerar servomotorernas 26, 27 rörelser så att robotens rörelsemönster blir det som operatören lärt in för en speciell rörelse.

Styrdatorn får via registreringsenheten 52 fortlöpande information om axlarnas läge, denna information använder styrdatom 51 fortlöpande för att styra motorerna. Förutom att styra själva rörelsen används styrdatorn 51 också för att lagra data för olika rörelsemönster, exempelvis hastigheter och positioner för axlarna .

Styrdatom 51 är med speciell mjukvara programmerad för att kunna köra lasten (plåten) mycket snabbt och samtidigt utsätta plåten för minimala kraftpåkänningar( mjuka hastighetsförändringar), genom att använda sofistikerade styrfunldioner, vilka gör att en robot enligt uppfinningen kan hålla hög produktionstakt mellan två pressar.

Servomotorema 26, 27 är den komponent som verkställer själva rörelsen som styrdatorn ger kommando om. Servomotorema följ er styrdatorns kommando (positioner) mycket exakt och uppdaterar sina positioner (rörelser) på tusendelar av en sekund. Typiska effekter på servomotorerna är ca: 3-10 kW. Operatörspanelen 60 även kallad HMI= Human Machine Interface används för att operatören lätt skall kunna hantera och programmera (lära) roboten olika rörelsemönster.

Typisk ”Teach in”, dvs. handhavandesekvens för inlärning av rörelsemönster: 1. Operatören kör roboten 10, med hjälp av manuell styrning från operatörnpanelen 60, till ett läge (E2) där man hämtar plåten 2 i pressen 3 (se Fig. 1). 1 1 '17 U 0 0 . , 0 s on.. 5. 0 0 c e nu nu nu nu 1- - - 1 2 Q 2 g O 0 w 0 c c O a I g oo 0000 ao en 10 15 20 25 30 35 5185 980 2. Trycker på knappen ”Teach-in” på operatörspanelen 60 och positionen för ”hämtaläge” lagras i styrdatorn 51, genom att registreringsenheten 52, förmedlar exakt position för vardera rotor i detta valda läge. 3. Operatören kör roboten vertikalt till ett läge rakt ovanför hämtaläget (E2) varifrån plåten kan köras horisontalt utan att kollidera med pressverktyget, punkten kallas ”horisontal fri hämta”. 4. Trycker på knappen ”Teach-in” och positionen för ”horisontal fri hämta” lagras i styrdatorn 51, genom att registreringsenheten 52, förmedlar exakt position för vardera rotor i detta valda läge. 5. Operatören kör roboten horisontalt till ett läge rakt ovanför pressverktyget i press 4 Fig. 1 varifrån plåten kan köras vertikalt rakt ner till pressverktyget, punkten kallas ”vertikal pressverktyg lämna”. 6. Trycker på knappen Teach-in och positionen för ”vertikal pressverktyg lämna” lagras i styrdatorn 51, genom att registreringsenheten 52, förmedlar exakt position för vardera rotor i detta valda läge. 7. Operatören kör roboten vertikalt till ett läge i pressverktyget där plåten kan lämnas, punkten kallas ”lämnaläge”, (P2) där man lämnar plåten i press 4. 8. Trycker på knappen Teach-in och positionen för ”lämnaläge” lagras i styrdatorn 51, genom att registreringsenheten 52, förmedlar exakt position för vardera rotor i detta valda läge.

I varje position som prograrnmerats med ”Teach-in” anges även hur mjukt (noggrant) och med vilken hastighet man skall nå punkten. Med hjälp av programvaran väljer sedan styrdatorn automatiskt mest optimal förflyttning mellan angivna positioner, för att åstadkomma så snabb förflyttning som möjligt.

I Fig. 5 visas schematiskt hur ett arbetsstycke 2' förflyttas från en arbetsstation 3 till en annan arbetsstation 4 med hjälp av en robot 10 enligt uppfinningen i kombination med ett fast mellanbord 16. I Fig. A visas hur den ena gripdonsenheten 12A går ner och griper tag i arbetsstycket 2 genom att aktivera sugkoppar som finns anbringade vid gripenheten 12A. När väl arbetsstycket fixerats vid gripenheten 12A, vilket registreras av styrenheten 50 genom att en viss sugkraft uppnåtts (AP) med hjälp av sugkoppama, startar de båda motorerna 26, 27 att rotera åt motsatt håll så att en vertikal rörelse av den vertikala balken 22 åstadkoms. Strax efier, eller i samband med detta ökar den vänstra motorn 26 sin rotationshastighet vilket tillför en horisontell rörelse, dvs. slädlen 11 börjar också röra sig. Denna. förflyttning sker längs en önskad bana, som inprogrammerats med hjälp av det tidigare beskriva ”teach in” förfarandet. En stor del 10 15 20 25 30 35 515 980 9 av förflyttningen sker enbart i horisontalled, vilket åskådliggörs i Fig. B. Därvid gäller att de båda motorerna roterar är samma håll, dvs. den högra motorn har därvid bytt rotationsriktning, och en snabb horisontell förflyttning åstadkommes. IFig. C visas att roboten närmar sig sin bortre ändposition varvid även en viss vertikal rörelse tillförts genom att den vänstra motorn bytt rotationsriktning. Strax därefter avlämnar roboten ett arbetsstycke 2” med den högre gripdonsenheten 12B i den bortre pressen 4. Samtidigt avlämnar den även det arbetsstycke 2 som den hämtade i den vänstra pressen 3 vid det fasta bordet 16. Därefter återvänder roboten i princip längs samma bana som den rört sig åt andra hållet, för att hämta ett nytt arbetsstycke 2 ur den vänstra pressenheten 3 och samtidigt gripa det mellanlagrade arbetsstycket 2' för förflyttning in i den bortre pressen 4.

I F ig. 6 visas i princip samma förflyttning som i Fig. 5 med den skillnaden att ett rörligt mellanbord 16 A används. Genom att använda ett rörligt mellanbord 16A kan sträckan för förflyttningen mellan pressenheterna förkortas. Vid fast mellanbord måste nämligen avståndet mellan pressenhet och mellanbord 16 motsvara avståndet mellan de båda gripdonsenheterna 12A, 12B medan med ett rörligt mellanbord avståndet mellan pressenheterna kan förkortas genom att det rörliga mellanbordet 16A positionerar sig på ett kompenserande vis. I övrigt är principerna för förflyttningen de samma som i Fig. 5.

I Fig. 7 visas en modifikatiotn av ett förfarande enligt Fig. 6. Härvid används det rörliga mellanbordet 16A på så vis att robotenheten 10 aldrig behöver stanna upp i samband med mellanlagringen. I stället griper den bortre gripdonsenheten 12B det mellanlagrade arbetsstycket 2” i flykten ( se Fig. Således rör sig vid griptillfället gripdonet 12 med samma hastighet som mellanbordet 16A, varvid således gäller att V1 =V2 vilket effektueras med hjälp av styrenheten 50, som alltså koordinerar rörelsen för roboten 10 med mellanbordet 16A. Eflzer upplockning av det högra arbetsstycket med den högra gripenheten 12B rör sig sedan mellanbordet 16A åt motsatt håll, dvs. åt vänster i bild, för att positionerna sig så att den vänstra gripdonsenheten 12A kan avlägga sitt arbetsstycke 2” på mellanbordet samtidigt som den högra gripdonsenheten 12B avlämnar sitt arbetsstycke 2” i den högra pressenheten 4.

I Fig. 8 visas ett utförande varvid hämtning och avlämning sker vid olika nivåer i den första 3 respektive andra pressenheten 4. Härvid uppbärs mellanbordet 16C av en robotenhet 10A enligt uppfinningen som är upp och ned vänd i förhållande till själva robotenheten 10. Med hjälp av styrenheten 50 synkroniseras de båda robotenheterna så att samma nivå på avhämtningshöjd erhålles för mellanbordet 16C vid avhämtning från 10 15 20 25 30 35 5515 980 10 den vänstra pressenheten 3. Därefter sker en förflyttning i princip i enlighet med vad som tidigare beskrivits åt höger i bild för att kunna avlämna arbetsstycket 2” med den högra gripdonsenheten l2B i den högra pressenheten 4. Samtidigt med förflyttning av robotenheten 10 sker en förflyttning av den undre robotenheten 10A med mellanbordet 16C, så att mellanbordet l6C då befinner sig på samma nivå som avläggningshöjden i den bortre presstationen 4.

I Fig. 9 visas en principskiss av en robotenhet enligt uppfinningen varvidanordnats ett rörligt gripdon 12C vid den vertikala balkens 22 nedre ände 22A. Konstruktionen för i balkenheten 20 släden 11 och remmen 24 med dess drivning är den samma som beskrivits ovan. Utöver den gängse drivremmen 24 visas i Fig. 9 att ytterligare en drivrem 29 anordnats, i syfte att kunna utföra ytterligare rörelser med gripdonet 12C.

Denna drivrem 29, drivs med hjälp av ett drivhjul 31 som är förbundet med ett av de övre omlänkningshjulen 28A. Härigenom kommer drivremmen 29 att röra sig på synkroniserat vis i förhållande till roboten 10. I det visade fallet där drivhjulet 31 har samma diameter som omlänkningshjulet 28A kommer förflyttningshastigheten av andra drivremmen 29 bli exakt den samma som för första drivremmen 24. Den horisontella förflyttningen av gripdonet 12C längs dess balk l2D blir alltså lika som den horisontella förflyttningen av släden 11, så att gripdonet 12C rör sig dubbelt så fort i horisontalled som släden 11. Genom att anordna omlänkningshjul 33A, 33B vid den vertikala balkens _ nedre ände och dessutom en horisontell balkenhet 12D vid vars ändar omlänkningshjul 35A, 35B finns anordnade kommer en exakt synkroniserad förflyttning av gripdonet 12 C att ske då släden 11 förflyttas i horisontalled. Vridcentrum för de yttre omlänkningsrullarna 35A, 35B är enligt det visade utförandet placerat i samma plan som respektive ovanliggande centrum för drivhjulet 26A respektive 27A. Någon förflyttning av gripdonsenheten 12C kommer ej att ske då enbart en vertikal förflyttning av balkenheten 22 görs, eftersom då remmen 24 vid balkenhetens övre ände ej utför någon relativ rörelse, dvs. oirnlänkningsrullarna 28A, 28B står still. Infastningen för gripdonet 12C i balken l2D är anordnad på därför lämpligt vis, företrädesvis med hjälp av styrrullar för att minimera friktionen, i princip i enlighet med vad som visats för upphängning av släde 11 respektive vertikalbalk 22.

I Fig. 10 visas hur en robot enligt uppfinningen med ett rörligt gripdon 12C enligt Fig. 9 arbetar. Enligt vad som visas i Fig. 10 är balken l2D längs vilken det rörliga gripdonet 12C förflytta sig något kortare än den fasta balkenheten 20. Således skall gripdonsenheten 12C förflyttar sig en något kortare sträcka än själva släden 11. För att åstadkomma detta göres utväxlingen något mindre för slädens rörelse genom att 10 15 20 25 30 35 515 980 g 11 använda ett drivhjul 31 med en diameter som är lika mycket mindre än omlänkningshjulets 28A diameter som balken 12C är kortare än den fasta balken 20.

Härigenom erhålles en helsynkroniserad rörelse som gör att det förflyttningsbara gripdonet 12C befinner sig i respektive ändpunkt då släden 11 befinner sig i respektive ändläge längs balken 20. I figuren visas hur gripdonet l2C hämtar ett arbetsstycke 2 fiån en första pressenhet 3 genom att gå ner, komma i kontakt med arbetsstycket 2 och aktivera sugkoppama. Därefter lyfier robotenheten upp arbetsstycket 2 och förflyttar det med överlagrad hastighet, dvs. hastigheten av både slädens ll hastighet plus. gripdonets hastighet bort till den andra pressenheten 4 där den läggs ned för att sedan återvända och hämta nästa arbetsstycke 2.

Enligt en modifrkation kan gripdonet 12 istället för att tvångsstyras låta sig förflyttas med hjälp av retardations energin, från ena sidan till den andra. Vid inbromsningen av roboten 10 i slutet av horisontalförflyttnjngen kommer då gripdonet 12 att glida från ena sidan av balken 12D till den andra.

I Fig. ll visas att en robotenhet enligt uppfinningen 10 kan utrustas med en ytterligare funktion, nämligen tippning, lutning och/eller sidoförflyttning genom att anbringa en ytterligare drivrem 36 som i likhet med remmen 29, för drift av ett rörligt gripdon l2C, drivs med hjälp av ett drivhjul 37 som är förbundet med ett av omlänkningshjulen. I det _ visade fallet enligt Fig. 11 är drivhjulet 37 förbudet med det nedre vänstra omlänkningshjulet 30A. Drivremmen 36 omlöper dessutom ett drivet hjul 38 som via sin utgående axel (ej visad) driver en i sig känd transmission 39. Denna transmission 39 kan anpassas att utföra olika former av rörelser alltefter önskemål, exempelvis tippning (Fig. 11A), lutning (Fig. 1113) eller sidoförflyttning (Fig. llC). Genom placering av drivhjulet 37 vid önskad position kan rörelsen på automatiskt vis synkroniseras att utföras vid önskat tillfälle, eftersom de olika omlänkningshjulen, i enlighet med vad som tidigare beskrivits roterar vid skilda tillfällen under förflyttningen. Således kommer transmissionen 39 enligt det visade exemplet enbart att aktiveras i samband med vertikal förflyttning av balkenheten 22 i förhållande till släden ll eftersom omlänkningsrullen 30A ej roterar i samband med en ren horisontell förflyttning. Alltså aktiveras normalt sett denna transmission 39 enbart i samband med plockning och avlämning av ett arbetsobjekt vilket många gånger är önskvärt för att snabbt kunna förflytta objektet ut ur respektive in i en pressenhet.

Uppfinningen är inte begränsad till det ovan visade utan kan varieras inom ramarna för de efterföljande patentkraven. Således inses bl. a. att många olika former av lösningar 001 o o aven n c n Oo 10 15 kan användas för att anordna släden glidande vid balken 20 respektive anordna balkenheten 22 glidbar inuti släden 11. I stället för det visade kan en mångfald av styrhjul användas exempelvis anordnade mellan alla ytor med relativ rörelse i förhållande till varandra, liksom även -nålkullager, mm. Även styrningar utan användande av styrhjul är möjliga, företrädesvis genom att använda lågfriktionsmaterial, typ PTlFE, for att utforma glidytorna, lämpligen i form av lågfriktionsmaterial i kontakt med metallyta med hög slithållfasthet. Även styrpinnar och styrbussningar som samverkar med styrspår utgör tänkbara lösningar, som ligger inom ramen för fackmannens valmöjligheter. Vidare inses att antalet anordningar som beskrivits och visas på intet vis är begränsande. Således inses exempelvis att istället för en drivrem ett flertal drivremmar kan användas, exempelvis i syfte att gardera sig mot driftstopp om ett rembrott skulle uppstå. Även om kuggremmar, såsom visas, är att föredra kan anordningen även drivas med hjälp av andra likartade element med samma funktion, exempelvis kedjor. Vidare inses att uppfinningen kan användas med många andra slags gripdon än sugkoppar, exempelvis gripklor, elektromagneter, mrn. Det inses också att sidoplåtarna 19A, 19B lika väl kan vara placerade vid insidan (istället för yttersidan) av balkarna 20A, 2OB för att styra släden ll i sidled, och att dessa plåtar 19A, 19B samt även andra förflyttningsbara delar, i likhet med balken 22, lämpligen är utformade med lättningshål.

Claims (16)

10 15 20 25 30 35 É°:š":'-.:' :":;"; 9352:' .: :..z ß = - o o: uno PATENTKRAV

1. Föreliggande uppfinning avser en metod för snabb förflyttning av ett arbetsobj ekt i både horisontalled och vertikalled, medelst en robotenhet (10) med gripdon (12), företrädesvis från en arbetsstation (3) till en arman (4), varvid arbetsstycket (2) har en tyngd mellan ett kilo till fyrtio kilo och varvid förflyttningen i horisontalled är åtminstone en meter men mindre än tio meter och åtrninstone till del sker längs en sig väsentligen horisontellt utsträckande balkenhet (20), och gripdonet (12) är anordnat på så vis att det åtminstone i ett ändläge (El) längs balken (20) kan hämta och/eller lämna ett arbetsobjekt (2) i en position (E2), som befinner sig bortom ändläget (El) längs nämnda horisontella balk (20), vilken robotenhet styrs med hjälp av en styrenhet (50) och drivs med hjälp av remorgan (24), samt åtminstone två motorer (26, 27) omfattande rotor enheter som är förbunda med drivhjul (26A, 27A) för nämnda remorgan (24), varvid nämnda motorer (26,27) är stationärt anordnade i förhållande till nämnda arbetsstationer (3, 4) och att förflyttningen av arbetsobj ektet (2) sker utan förflyttning av någon av nämnda två motorer (26, 27), k ä n n e t e c k n a d av att hela förflyttningen utförs längs en och samma balkenhet (20), att nämnda remorgan (24) utgörs av en enda sammanhängande drivrem (24) som samtidigt är i förbindelse med och drivs av nämnda drivhjul (26A, 27 A), och att styrningen av förflyttningen av arbetsobj ektet sker med hjälp av en styrdator (51) i styrenheten (50) längs en förprogrammerad bana genom att kontinuerligt styra och registrera läget hos var och en av rotorema ingående i nämnda motorer (26, 27).

2. Metod enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a d av att gripdonet (12) är anordnat vid robotenheten (10) på så vis att en ytterligare horisontalrörelse, som överlagrar förflyttningar längst den horisontella balken (20), kan åstadkommas.

3. Metod enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att gripdonet (12) är anordnat med åtminstone två enheter (l2A, 12B), varvid den ena enheten (12A) hämtar arbetsobj ekt (2) vid ett ändläge (E2) och den andra enheten (l2B) avlägger arbetsobjekt (2) vid ett annat ändläge (F2) och att en mellanlagring (16) för platsbyte av arbetsobjektet (2) sker innan det förflyttas 'från det ena ändläget (E2) till det andra (F2).

4. Metod enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda anordning för mellanlagring (16) är rörligt anordnad i åtminstone horisontalled i samma rikting som robotenhetens huvudsakliga horisontella förflyttning sker. 10 15 20 25 30 35 14 E., . .. .

5. Metod enligt något av ovanstående patentkrav , k ä n n e t e c k n a d av att gripdonets förflyttning programmeras in med hjälp av ett så kallat ”teach in” förfarande, varvid med hjälp av en operatör en arbetscykel programmeras in genom faktisk förflyttning av gripdonet (12) genom arbetscykeln varvid successiv registrering av börvärden inprogrammeras med avseende på rotor enheterna ingående i nämnda motorer (26, 27), så att styrdatorn (51) därefter genom kommunikation med en registreringsenhet (52) kan säkerställa automatiskt drift.

6. Robotenhet (10) för genomförande av förfarandet enligt patentkrav l omfattande en första balkenhet (20) som titsträcker sig mellan två ändpunkter (E2, F2) och en första och en andra arbetsstation (3, 4), en släde (11) som är förflyttningsbart anordnad längs nämnda balkenhet (20), en andra balkenhet (22) som utsträcker sig väsentligen vinkelrätt i förhållande till första nämnda balkenhet (20) och som är förskjutbart anordnad vid nämnda släde (11), ett gripdon (12) anordnat vid ena änden (22A) av nämnda andra balkenhet (22), två drivmotorer (26A, 27B), som står i förbindelse med en styrenhet (50), ett antal omlänlmirigsrullar (28, 30) samt ett remorgan (24), k ä n n e t e c k n a d av att närnnda remorgan (24) åri form av en enda sammanhängande drivrem (24) som omlöper båda drivhjulen (26A, 27A) av nämnda drivmotorer och nämnda omlänlcningsrullar samt är infäst vid ena änden (22 A) av nämnda andra balkenhet (22), och att samma gripdon (12) når ändpunkter (E2, F2) som är placerade bortom ändpunkterna (El, Fl) av nämnda horisontella balk (22), samt att nämnda styrenhet (50) står i förbindelse med en operatörspanel (60) med hjälp av vilken styrdatorn (51) i styrenheten (50) är kontinuerligt omprogrammeringsbar genom så kallat ”teach in” förfarande.

7. Robotenhet enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d av att gripdonet (12) omfattar ett långsträckt organ (l2D).

8. Robotenhet enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda långsträckta organ l2D som vid sin ena ände är anordnad med ett första gripdonse1erne1nt(12A) och som vid sin andra ände anordnat med ett andra gripdonselement (12B), varvid nämnda långsträckt organ (l2D) utsträcker sig i samma längsriktning som nämnda första balkenhet (20).

9. Robot enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a d av att mellan nämnda första och andra arbetsstation (3, 4) finns anordnat ett mellanbord (16) för mellanlagring av ett arbefsobjen (2). 10 15 20 25 0 Q 0 0 000 Q 515 9480 15

10. Robotenhet enligt patentkrav 9, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda mellanbord är rörligt anordnat i förhållande till nämnda arbetsstationer (3, 4).

11. 1 1. Robotenhet enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda gripdon (l2C) är rörligt anordnat i förhållande till nämnda långsträckta organ (l2D)

12. Robotenhet enligt patentkrav ll, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda rörliga gripdonsenhet ( 12C) förflyttas med hjälp av retardationskrafier längs nämnda balkenhet (l2D).

13. Robotenhet enligt patentkrav ll, k ä n n e t e c k n a d av att nänmda törflyttningsbara gripdonsenhet (l2C) tvångstörflyttas längs nämnda balkenhet (l2C) med hjälp av en drivrem (29) som drivs med hjälp av ett drivhjul (31) vilket är fysiskt förbundet med någon av nämnda omlänkningsrullar (28, 30).

14. Robotenhet enligt patentkrav 10, k ä n n e t e e k n a d av att en upp- och nedvänd robotenhet (1 OA) är monterad under den första robotenheten (10), vilken upp- och nedvända robotenhet (10A) utgör mellanlagringsbord (16C) för nämnda första robotenhet.

15. Robotenhet enligt något av ovaxmämnda patentkrav , k ä n n e t e c k n a d av en ytterligare drivrem (36) som är drivbart ansluten till en transmission (39) vid den vertikala balkens (22) nedre ände (22A), töratt kunna utföra ytterligare rörelse med gripdonet (12).

16. Robotenhet enligt patentkrav 15, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda rem (36) drivs av ett drivhjul (37) som är förbundet med en av nänmda omlänlcningsrullar (30A). n n scanna 0 Q 0 a Q vunnen