Промышленный робот

 

Изобретение относится к станкостроению ,в частности, к промышленным работам для различных целевых применений. Цель изобретения - улучшение динамических характеристик путем распределения масс приводов относительно оси балансировки. При включении двигателей 12 и 14 траверсы 7 или стрелы 10 соответственно происходит обкатывание зубчатых колес ведомых звеньев 33 и 34 по зубчатым колесам 31 или 32. При этом происходит качание траверсы 7 относительно стойки 1 или стрелы 10 относительно траверсы 7. Так как двигатели 12 и 14 расположены на траверсе 7 с противоположных сторон относительно стрелы 10, то происходит балансировка элементов конструкции - траверсы, стрелы, руки. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК )) 4 В 25 J 5/04т 9/10

ВСЕСОЮЗНАЯ

PATEHTMQ- ТЕХННЧаСНАЯ

БЫБЛИОТЕНА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К IlATEHTY

Т4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

: ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4028109/25-08 (86) PCT/EP 85!00689 от 10.12.85 (22) 27.08.86 (31) 3447701.2 (32) 28.12.84 (33) DE (46) 07.04.89. Бюл. Р 13 (71) Кука 01вейсанлаген ун роботер

ГМБХ (DE) (72) Эрнст Циммер и Карл Людвиг

,Биндер (DE) (53) 62-229.7 (088,8) (56) Заявка ФРГ Р 311506), кл. F 16 Н 57/12, опублик. 1982. (54) ПРОМЬПППЕНННЙ РОБОТ (57) Изобретение относится к станкостроению, в частности к промьппленным роботам для различных целевых

А-А

„SU „„1471938 A .1 применений. Цель изобретения — улучшение динамических характеристик путем распределения масс приводов от.носительно оси балансировки. При включении двигателей )2 и )4 траверсы 7 или стрелы 10 соответственно происходит обкатывание зубчатых колес ведомых звеньев 33 и 34 по зубчатым колесам 31 или 32, При этом происходит качание траверсы 7 относительно стойки 1 или стрелы 10 относительно траверсы 7. Так как двигатели 12 и 14 расположены на траверсе 7 с противоположных сторон относительно стрелы 10, то происходит балансировка элементов конструкции = траверсы, стрелы, руки. . 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

147)938

Иэобретение относится к станкостроению, в частности к промышленным роботам для различных целевых применений.

Цель изобретения — улучшение динамических характеристик за счет распределения масс приводов относительно оси балансировки.

На фиг.1 изображен промышленный робот с траверсой и стрелой, качающимися относительно горизонтальных осей, вид сбоку; на фиг.2 — то же, с траверсой и стрелой, качающимися ,относительно вертикальных осей, вид сбоку; на фиг.3 — разрез А-А на фиг.1; на.фиг.4 - то же, другое исполнение, на фиг.5 — внд сбоку, стрела; на фиг.6 — то же, верти-. кальный разрез.

Промьипленный робот содержит стойку ), которая выполнена в виде вертикальной колонны, имеющей воэможность поворачиваться относительно вертикальной геометрической оси 2 в нижней части 3. Стойка 1 приводится двигателем 4, Для привода колонны предусмотрен многоступенчатый редуктор (фиг.)1, который имеет промежуточный вал 5 и датчик 6 перемещения.

Последний выдает управляющие импульсы на,привод качания.

На верхнем кочце колонны качается траверса 7 относительно горизонтальной геометрической оси 8 (фиг.)), На траверсе 7 через ось 9 качания укреплена стрела 10, которая на свободном конце несет руку 11, с помощью которой с применением одной или более осей можно управлять движением инструмента.

Необходимый для привода качания траверсы 7 приводной двигатель 12 находится в положении противовеса для стрелы 10 .относительно оси 8 качания. Приводной двигатель 12 на ,фланце крепится к кожуху !корпусу

13 траверсы 7. Необходимый для привода качания стрелы 10 приводной двигатель 14 расположен вблизи оси

8 качания, Наилучшее местоположение приводного двигателя 14 зависит от распределения весов стрелы 10 и приводного двигателя 1.2 в сочетании с плечо-; рычага траверсы 7. При применении унифицированной траверсы 7 в наборе работа, типа детского конструктора, различные нагрузки стре10

55 лой могут быть скомпенсированы дополнительными. грузами.

Кроме того, между приводными двигателями 12 и 14 и соответствующими осями 8 и 9 всегда предусмотрены промежуточные валы 15 и 16, .через которые может проходить двухступенчатый редуктор.

Траверса 7 и стрела 10 могут качаться относительно вертикальной оси (фиг.2), Расположение осей определяется специальной, поставленной перед промышленным роботом задачей.

На фиг.2 стойка 1 выполнена в виде подъемной колонны, йричем двигатель 4 через редуктор приводит ходовой винт (не показан), который простирается вдоль оси 2..Посредством вращения ходового винта маточная гайка (не показана) а на которой . качается траверса 7, поднимается или опускается, Стойка I может быть выполнена одноосной или многоосной, подвижной или качающейся, в виде ползуна на полу, s виде портала и т.п. Стойка, может быть неподвижной и, например, состоять из стенки. Подобным образом

/ различно может быть оформлена стрела

10 и может нести различные инструменты и другие стрелы, Промышленный робот годится для самых различных применений и может иметь любое количество осей. Показанные формы исполнения выполнены в легких конструк-. циях и особенно пригодны в качестве сборочных и легких сварочных роботов.

Для работы с более тяжелыми грузами должны применяться соответственно приспособленные более тяжелые формы исполнения.

Кожух (корпус 13) плотно прилегает в месте качания посредством.подшипника 17 к стойке 1 (фиг.3) Стрела 10 также плотно прилегает в месте качания посредством подшипника 18 к траверсе 7. Из этого следует, что плоскость качания стрелы 10 смещена в сторону относительно плоскости качания траверсы 7 и приводные двигатели 12 и 14 могут сидеть на. фланцах с противоположной подшипникам 17 и

18 стороны траверсы 7. За этот счет образуется свободное место для качания стрелы )О, причем приводные дви-. гатели 19 — 21 могут быть расположены веерообраэно в плоскости качания стрелы 10 (фиг.5 и 6), 1471938

Внутри кожуха (корпуса 13) траверсы 7 (фиг.3) полностью размещаются приводы 22 и 23 качания для качания траверсы 7 и стрелы 10 соответствен5 но. Приводы качания выполнены одинаково и каждый состоит из приводного двигателя 12 или 14, а также из двухступенчатого редуктора с передачами

24, 25 и 26, 27 соответственно. Каж- 1О дая первая ступень редуктора выполнена в виде зубчато-ременной передачи

24 или 26, через которые приводные двигатели 12 и 14 приводят промежуточные шестерни 28 и 29, насаженные на промежуточные валы 15 и .16, На про межуточных валах 15 и 16 расположены датчики 30 перемещения со стороны размещения двигателя траверсы 7.

Датчики 30 известным образом выдают 2р импульсы управления на приводные двигатели 1.2 и 14, Вторая ступень каждого редуктора выполнена также в виде зубчато-ремен" ной передачи 25 и 27, которая веду- 25 щим зубчатым колесом 31 или 32 воздействует на ведомое звено 33 или

34, выполненное в виде ведомой шестерни. Ведомые звенья 33 и 34 вращаются в корпусе 13 траверсы и вы- 30 ступают с противоположной двигателям 12 и 14 стороны из этого корпуса.

Каждое ведомое звено ЗЗ или 34 снаружи имеет фланец 35 с центровкой

36, через котррые они жестко соединяются со стойкой 1 или в общем случае со станиной и стрелой 10, в частности, на винтах. К винтовым соединениям имеется доступ через стайку

1 или стрелу 10. 40

Стойка (колонна) 1 в соответствии с собственными степенями свободы может быть относительно или абсолютно неподвижной. Жесткое соединение меж- 45 ду ведомым эвеном 33 и стойкой 1 делает также и ведомое звено 33 относительно или абсолютно неподвижным. В результате получается, что зубчато-ременная передача 25 обка50 тывает неподвижное ведомое звено 33, при этом траверса. 7 качается вокруг . ведомого звена 33, а также относительно геометрической оси 8. Плотное расположение подшипника J7 траверсы

7 относительно стойки 1 обеспечивается расположением подшипника ведомого звена 33 в корпусе 13 траверсы.

Стрела 10 относительно траверсы

7 свободна для движения. За счет жесткого при вращении соединения между ведомым звеном 33 и стрелой 10 последняя поворачивается приводом

23 качания. Приводы 22 и 23 качания одинаковы по конструкции, но кинематически действуют в противоположные стороны.

Натяжение ремней в зубчато-ременных передачах 24 и 27 решается за счет того, что двигатели 12 или 14 в корпусе 13. траверсы 7 могут сдвигаться. Зтим, однако, не натягиваются ремни передач 25 и 27 вторых ступеней редуктора. Чтобы осуществить это предусмотрены эксцентриковые части 37 корпуса, в которых размещены подшипники эубчатьгх колес 31 и 32.

С помощью ре1 улировки их эксцентричности можно осуществлять натяжение зубчатых ремней второй ступени редуктора — передач 25 и 27. Так как при этом также меняется положение промежуточных валов 15 или 16, то лишь после этого производится регу-, лировка натяжения зубчатых ремней передач каждой первой ступени редуктора,посредством перестановки соответствующих приводных двигателей

12 и 14.

Вторая ступень редуктора для приводов 22 и 23 качания траверсы 7 и стрелы 10 может быть образована редуктором, имеющим пару- прямозубых зубчатых колес (фиг.4) . Предусмотрены два раздельных малых зубчатых колеса 38 и 39, которые с помощью пружины 40 кручения натянуты друг относительно друга. Пружина 40 кручения одновременно выполняет задачу крепления промежуточных зубчатых колес 41 или 42, входящих в передачи

24 и 26. Зубчатые колеса 38 и 39 действуют в противоположном направ" ленки на ведомые ими шестерни, которые жестко (по вращению) соединены со стойкой l или со стрелой IO ° Следовательно, в приводе 22 качания зубчатые колеса 38 и 39 обкатывают зубья шестерни ведомого звена 33 и за счет реакции вызывают поворот траверсы 7.

Стрела 10 близко прилегает к подшипнику траверсы 7 и имеет руку 11, отличающуюся наличием одной, двух или трех осей, которые требуется приводить в движение (фиг.3 ).

25 формулаизобретения

1, Промышленный робот для различных целевых применений, содержащий стойку, установленную на ней с возможностью качания от первого привода с двигателем траверсу, стрелу, установленную на траверсе с возмож- 4р ностью поворота от второго привода . с двигателем, причем двигатель вто-. рого привода расположен на траверсе, а траверса со стрелой и нагрузкой сбалансирована относительно оси ее поворота, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик за счет распределения масс приводов относительно оси балансировки, привод качания

50 траверсы расположен на этой траверсе,. а ведомое звено этого привода имеет возможность вращения относительно оси качания траверсы, расположено в дополнительно введенном подшипнике траверсы и;;естко соединено со стойкой, 2. Промьпиленный робот по п,l, отличающийся тем, что

5 147 l93

Приводные двигатели l9 — 21 для этих осей расположены непосредственно на стреле 10 веерообраэно так, что их приводные оси расположены в плоскости качания этой стрелы (фиг.5

5 и 6), благодаря чему приводные двигатели 19 — 21 при качании стрелы 10 не сталкиваются с траверсой 7 или стойкой 1 и т.п. 10

Рука 11 имеет ось 43 качания (запястье) и ось 44 вращения (ось вращения пальца). Ось 44 в вытянутом . положении соосна геометрический оси

45 вращения, относительно которой 15 рука 11 может поворачиваться на стреле .10 (фиг,5), Отдельные приводные валы 4б — 48 подходят к приводным двигателям 19

21 через штекерные соединения 49 в 2р соосном положении (фиг.б). Рекомендуется, чтобы средний приводной двигатель 20 с приводным валом 47 прямо воздействовал на привод 50, Оба других приводных двигателя 19 и 21 действуют на соответствующие полые валы через конические зубчатые пере-,. дачи 51 и 52. Все валы образуют соосное устройство 53.

Движущаяся рука 11 может двигать- 3р ся в большем, чем ранее, диапазоне. приводы качания траверсы и стрелы размещены в корпусе траверсы, а их выходные звенья выступают наружу.

3. Промь|шленный робот по пп,l и

2, отличающийся тем, что выходные звенья приводов качания траверсы и стрелы выполнены каждое в виде шестерни с фланцем, имеющим центровое отверстие, и соединены соответственно со стойкой и стрелой посредством винтов, 4, Промышленный робот по пп.l-3, отличающийся тем, что приводы качания траверсы и стрелы имеют каждый по меньшей мере по двухступенчатой передаче, причем по меньшей мере первая ступень выполнена в виде зубчато-ременной передачи.

5. Промышленный робот по п.l, отличающийся тем, что передачи выполнены в виде двухступенчатых зубчато-ременных передач и соответствующие ступени обеих передач последовательно расположены в одной плоскости, причем каждая передача снабжена промежуточным валом. б. Промышленный робот по п,5, отличающийся тем, что на промежуточных валах рааположены дополнительно введенные датчики перемещения, предназначенные для управления приводами качания траверсы и стрелы.

7. Промышленный робот по п.4 отличающийся тем, что каждая вторая ступень передач выполнена в виде шестеренчатой передачи и снабжена устройством для компенсации люфта в зубчатом зацеплении с разделенными и напряженными друг относительно друга на скручивание малыми шестернями.

8, Промышленный робот по пп,l-7, о т л и ч"а ю шийся тем, что выходные звенья приводов качания траверсы и стрелы выполнены полыми, 9. Промышленный робот по п.l, о.т л и ч а ю шийся тем, что траверса консольно прикреплена к стойке, а стрела — к траверсе.

10. Промы1иленный робот по и 9, отличающийся тем, что места крепления стойки и стрелы расположены на одной стороне траверсы, а приводных двигателей — на противоположной стороне траверсы.

11. Промьпиленный робот по пп,l-.

10, отличающийся тем, 1471938

12 678 что стрела снабжена веерообразно установленными приводными двигателями для привода расположенных по стреле дополнительных осей, причем эти оси расположены в плоскости качания стрелы.

1471)38

1471938

21 юг.б

Составитель С.Новик

Редактор Н,Тупица Техред Л.Сердюкова КорректорС.Шекмар

Заказ 1622/58 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ

НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1О1 !