CH670595A5 - - Google Patents

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CH670595A5
CH670595A5 CH1922/87A CH192287A CH670595A5 CH 670595 A5 CH670595 A5 CH 670595A5 CH 1922/87 A CH1922/87 A CH 1922/87A CH 192287 A CH192287 A CH 192287A CH 670595 A5 CH670595 A5 CH 670595A5
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CH
Switzerland
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gripping member
flange
bars
pair
tool
Prior art date
Application number
CH1922/87A
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Inventor
Giorgio Marinoni
Pietro Araudo
Original Assignee
Comau Spa
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Description

DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un dispositivo per il cambio automatico ed il supporto di attrezzi di robot industriali dotati di un braccio porta-attrezzi.
I dispositivi finora realizzati comprendono mezzi attuatori per effettuare il cambio dell'attrezzo disposti a terra, od associati ad una struttura di sopporto degli attrezzi. In altre parole, ad ogni attrezzo è associato un corrispondente attuatore a terra che provvede al bloccaggio/sbloccaggio dell'attrezzo allorquando il braccio del robot è posizionato in corrispondenza dell'attrezzo stesso. In altri dispositivi viene impegnato un asse del robot per attuare il bloccaggio e sbloccaggio dell'attrezzo.
Ne deriva quindi una notevole complicazione costruttiva, un maggior ingombro degli attrezzi e dei relativi attuatori disposti a terra nonché un costo elevato.
Scopo della presente invenzione è il fornire un dispositivo del tipo suddetto che risulti funzionale ed affidabile e che nel contempo non presenti i sudddetti inconvenienti, pur risultando di semplice ed economica realizzazione.
Secondo l'invenzione, tale scopo viene raggiunto grazie al fatto che il dispositivo comprende un organo di presa sostanzialmente cilindrico sopportato dal braccio porta-attrezzi; una flangia di accoppiamento di forma sostanzialmente complementare a detto organo di presa ed a cui è fissato un attrezzo; mezzi di impegno mobili associati a detto organo di presa; mezzi di riscontro associati a detta flangia e complementari a detti mezzi di impegno mobili; e mezzi attuatori portati da detto organo di presa ed associati a detti mezzi di impegno mobili per il bloccaggio/sbloccaggio di detta flangia a detto organo di presa.
Grazie alle suddette caratteristiche, non è necessario prevedere un attuatore di bloccaggio per ciascun attrezzo disposto a
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terra, dal momento che l'attuatore stesso è disposto a bordo macchina. È possibile quindi disporre a terra, intendendo con tale locuzione una qualsiasi struttura non a bordo macchina, un maggior numero di attrezzi ottenendo una maggior flessibilità nell'uso del robot.
Preferibilmente, detti mezzi di impegno mobili comprendono denti di aggancio mobili disposti radialmente rispetto al suddetto organo di presa e scorrevoli radialmente rispetto a quest'ultimo.
Secondo un'altra caratteristica di una forma d'esecuzione del dispositivo, detti mezzi di riscontro comprendono una pluralità di appendici di fissaggio a guisa di ganci di forma complementare a detti denti di aggancio e sporgenti assialmente rispetto alla suddetta flangia.
Ulteriori vantaggi e caratteristiche del dispositivo secondo l'invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione dettagliata seguente, fornita a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati in cui:
la figura 1 è una vista prospettica dell'estremità di un braccio porta-attrezzi dotata del dispositivo secondo l'invenzione,
la figura 2 è una vista prospettica parzialmente esplosa di un particolare di figura 1,
la figura 3 è una vista parziale in sezione secondo la linea III-III della figura 1,
la figura 4 è una vista in sezione secondo la linea IV-IV della figura 2, nella configurazione accoppiata del dispositivo,
la figura 5 è una vista in sezione secondo la linea V-Y della figura 2, e la figura 6 è una vista in sezione secondo la linea VI-VI della figura 2, nella configurazione accoppiata del dispositivo.
Con riferimento ai disegni, con 10 è indicato un braccio mobile di un robot industriale dotato, ad una sua estremità 10a, di una flangia di sicurezza 12, di tipo per sè noto, dotata di microinterruttori di sicurezza che bloccano automaticamente il funzionamento del robot quando il carico sull'attrezzo supera un determinato valore. Alla flangia di sicurezza 12 è fissato tramite viti 11 e 13 un organo cilindrico di presa indicato nel suo insieme con il riferimento A, presentante una superficie frontale 14 ed una superficie laterale circolare cilindrica 16.
Sulla superficie laterale 16 dell'organo A sono disposti raccordi 18 per il collegamento con tubazioni T per fluidi di servizio. I raccordi 18 sono collegati, mediante canalizzazioni 20 interne all'organo di presa A, con raccordi ad innesto rapido 22 di tipo maschio in corrispondenza di una porzione periferica anulare 14a della superficie frontale 14. Sulla superficie laterale 16 dell'organo A sono inoltre disposti due raccordi 24 atti ad essere collegati con tubazioni C per aria compressa.
I due raccordi 24 comunicano con una cavità interna cilindrica circolare 26 dell'organo di presa A, suddivisa in due porzioni rispettivamente 26a e 26b da uno stantuffo 28 a doppio effetto presentante uno stelo tubolare 28a scorrevole su di un'asta cilidrica centrale di guida 30. Lo stelo 28a dello stantuffo 28 presenta lateralmente tre sedi sagomate 32 disposte angolarmente a 120° fra di loro.
All'interno dell'organo di presa A sono articolate in D tre leve a squadra 34 aventi assi di articolazione perpendicolari all'asse dell'organo cilindrico di presa A, indicato nei disegni con X-X. Ciascuna leva a squadra 34 presenta una prima estremità sagomata 34a alloggiata nella corrispondente sede 32 allo stelo ed una seconda estremità sagomata 34b inserita in una corrispondente cavità 36a di un dente di aggancio mobile 36.1 denti di aggancio 36, disposti distanziati angolarmente fra di loro a 120°, possono scorrere in apposite guide radiali 38 all'interno dell'organo di presa A e presentano una porzione 36b di estremità atta a sporgere radialmente in corrispondenza della superficie laterale 16 dell'organo di presa A.
In corrispondenza di ciascun dente di aggancio 36, la superficie laterale 16 dell'organo di presa A presenta ribassamenti assiali 40 la cui funzione risulterà chiara nel seguito della descrizione.
All'origine di presa A è accoppiabile una flangia B a cui risulta fissato un attrezzo che, nel caso illustrato in figura 1, è costituito da una pinza 42 per la saldatura a resistenza. La flangia di accoppiamento B presenta una superficie frontale 46, una superficie di fissaggio 68 su cui è destinata ad essere montata la pinza 42 ed una superficie laterale circolare cilindrica 44 presentante tre appendici di aggancio 50 disposta angolarmente a 120° fra di loro e sporgenti assialmente rispetto alla superficie frontale 46. Le appendici di aggancio 50, nel seguitò denominate-ganci, presentano ciascuna un incavo trasversale 50a.
Sulla superficie frontale 46 della flangia B sono disposti raccordi ad innesto rapido 48 di tipo femmina per i fluidi di servizio, comunicanti tramite canalizzazioni 52 con corrispondenti raccordi 54 disposti sulla superficie laterale 44 della flangia B. I raccordi ad innesto rapido 22 dell'organo di presa A ed i complementari raccordi ad innesto rapido 48 della flangia B presentano, rispettivamente, otturatori 22a e 48a associati a rispettive molle elicoidali ed atti, in modo per sè noto, a permettere la comunicazione tra i raccordi nella condizione accoppiata dei raccordi stessi, così come illustrata in figura 6.
Al fine di facilitare un corretto accoppiamento e di permettere un'elevata trasmissione di carichi tra l'organo di presa A e la flangia di accoppiamento B, sulla superficie frontale 14 dell'organo A sono disposte tre spine cilindrico-coniche 56, disposte a 120° fra loro, complementari a sedi 58 ricavate in corrispondenza della superficie frontale 46 della flangia B.
Verranno ora illustrate le connessioni elettriche fra l'organo A e la flangia B.
l'organo di presa A presenta, in corrispondenza della sua superficie laterale 16, un connettore multiplo per cavi elettrici 60 per la trasmissione di segnali di comando e di controllo all'attrezzo 42. Parte di tali cavi elettrici sono collegati ad una spina 62 disposte sulla superficie frontale 14 dell'organo di presa A, complementare ad una presa 64 sulla superficie frontale 46 della flangia B. A sua volta, la presa 64 è collegata ad una spina 66 disposta in corrispondenza della superficie di fissaggio 68 della flangia B su cui è montato l'attrezzo 42. La spina 66 del tipo a connettori mutlipli, è elettricamente collegata ai sensori, agli attuatori elettrici e ad analoghi dispositivi a bordo dell'attrezzo 42.
Al connettore multiplo 60 sono elettricamente collegati sensori di prossimità rispettivamente 70 e 72 associati allo stelo 28a dello stantuffo 28, ed inoltre un sensore di prossimità 74 disposto sulla superficie frontale 14 dell'organo di presa A, le funzioni di tali sensori risultando chiare nel seguito della descrizione.
Per la connessione elettrica di potenza fra l'organo di presa A e la flangia di accoppiamento B, sono previste una prima ed una seconda coppia di barre di rame indicate rispettivamente con i riferimenti R ed S. Ciasuna barra 76 della prima coppia R presenta ad un'estremità una porzione piana di contatto elettrico 76a disposta in corrispondenza della zona centrale della superficie frontale 14 dell'organo di presa 10 ed, all'altra estremità, una porzione di connessione elettrica 76b dotata di un raccordo 76 per un cavo elettrico 79 collegato ad una sorgente di energia elettrica. Analogamente, ciascuna barra 80 della seconda coppia S associata alla flangia B presenta una porzione di estremità piana di contatto elettrico 80a ed una porzione di connessione elettrica 80b presentante un raccordo 82 per il collegamento ed un cavo elettrico di potenza 84 collegato ad uno degli elettrodi Z della pinza di saldatura 42.
In corrispondenza delle porzioni di estremità piane 80a, le barre 80 presentano superfici di contatto rivestite di uno strato di argento onde migliorare l'efficienza del contatto elettrico.
Inoltre, mentre le barre 80 della seconda coppia S risultano fissate rigidamente alla flangia B mediante viti di fissaggio 88,
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le barre 76 della seconda coppia R possono compiere piccoli movimenti di assestamento e, tra le barre 76 e l'organo di presa A sono interposte molle a tazza 90 atte a garantire una determinata pressione di contatto tra le porzioni 76a e 80a delle barre rispettivamente 76 ed 80, al fine di garantire una minore resistenza di contatto ed una maggiore energia fornita alla pinza di saldatura 42.
Tra le molle a tazza 90 e le barre 76 sono interposti rispettivamente un pressore a piattello 92 ed elementi di collegamento sagomati 94 atti a permettere piccole rotazioni di assestamento delle barre 76. Nella posizione di disaccoppiamento le barre 76 sono trattenute all'organo di presa A mediante viti 96.
Durante la fase di cambio dell'attrezzo, il braccio 10 del robot si posiziona in corrispondenza di una struttura di sopporto a terra (non illustrata) atta ad alloggiare l'attrezzo 42. Raggiunta tale posizione, viene inviata aria compressa in corrispondenza del raccordo 24 comunicante con la porzione 26b della cavità cilindrica 26 associata allo stantuffo 28. In tal modo, lo stantuffo stesso è sollecitato a traslare verso il braccio 10, provocando la rotazione delle leve a squadra 34 grazie all'accoppiamento tra le estremità 34a e le sedi 32 sullo stelo 28a. Tale rotazione provoca la traslazione radiale dei denti mobili 36 che si disimpegnano dalle sedi 50a dei ganci 50 provocando il distacco per gravità della flangia di accoppiamento B dell'organo di presa A. Tale distacco provoca la chiusura degli otturatori 22a e 48a dei raccordi ad innesto rapido 22 e 48, ed inoltre l'apertura dei contatti elettrici di potenza delle barre 76 e 80, nonché delle connessioni elettriche 62 e 64 dei segnali di comando e controllo dell'attrezzo 42.
Per permettere una pulizia dei condotti per i fluidi di servizio presenti sull'attrezzo, prima di azionare lo stantuffo 28 viene inviato ai raccordi 22 un flusso di aria compressa per lo svuotamento' dei suddetti condotti.
Il consenso al movimento del braccio 10 del robot successivamente al rilascio dell'attrezzo 42 viene dato dall'interruttore di prossimità 70 che segnala la corretta posizione di fine corsa dello stantuffo 28 relativa alla completa retrazione dei denti di aggancio 36.
Il braccio 10 senza l'attrezzo si posiziona quindi in corri-5 spondenza di un altro attrezzo 42 depositato su una struttura a terra. L'avvicinamento dell'organo di presa A alla flangia B viene realizzato in modo tale che i ganci 50 della flangia B scorrano nelle apposite sedi 40 dell'organo A. L'interruzione di questo movimento di avvicinamento, guidato inoltre dalle spine io 56, viene comandato dal sensore di prossimità 74 montato elasticamente onde aumentare la precisione di accoppiamento.
In questa fase i raccordi automatici 22 e 48 provvedono a mettere in comunicazione le canalizzazioni dei fluidi di servizio, liquidi, gas, aria compressa, vuoto ecc., dell'attrezzo 42 con le 15 tubazioni T del robot. Successivamente viene inviata aria compressa al raccordo 24 comunicante con la porzione 26a della cavità cilindrica interna 26 in modo tale da provocare la traslazione radiale verso l'esterno dei denti di aggancio 36. l'interruttore di prossimità 72 segnala il corretto raggiungimento della posi-20 zione di fine corsa dello stantuffo 28 che assicura l'avvenuto bloccaggio della flangia di accoppiamento B con l'organo di presa A. Ottenuto il consenso dal sensore 72, il braccio 10 del robot può quindi iniziare il suo ciclo di lavorazione col nuovo attrezzo 42. Risulta evidente che tutta la fase relativa al cambio 25 dell'attrezzo, in analogia con le altre fasi di lavoro, è svolta in totale automatismo grazie al programma di lavoro del robot memorizzato nel sistema di controllo del robot stesso.
Resta inteso che, fermo restando il principio del trovato, i particolari di realizzazione e le forme di attuazione potranno 30 ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato nei disegni, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.
Ad esempio, le barre per la connessione elettrica di potenza possono essere previste ad esempio con configurazione coassiale 35 anziché a superfici piane.
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2 fogli disegni

Claims (13)

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1. Dispositivo per il cambio automatico ed il supporto di attrezzi di robot industriali dotati di un braccio porta-attrezzi (10), caratterizzato dal fatto che comprende:
— un organo cilindrico dì presa (A) sopportato dal braccio porta-attrezzi (10),
— una flangia di accoppiamento (B) di forma sostanzialmente complementare a detto organo di presa (A) ed a cui è fissato un attrezzo (42),
— mezzi di impegno mobili (36) associati a detto organo di presa (A),
— mezzi di riscontro (50, 50a) associati a detta flangia (B) e complementari a detti mezzi di impegno mobili (36), e
— mezzi attuatori (28, 34) portati da detto organo di presa (A) ed associati a detti mezzi di impegno mobili (36) per il bloccaggio/sbloccaggio di detta flangia (B) a detto organo (A).
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di impegno mobili comprendono una pluralità di denti di aggancio mobili (36) disposti radialmente rispetto al suddetto organo di presa (A) e scorrevoli rispetto a quest'ultimo.
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RIVENDICAZIONI
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di riscontro comprendono una pluralità di appendici di fissaggio (50) a guisa di ganci di forma complementare a detti denti di aggancio (36) e sporgenti assialmente rispetto alla suddetta flangia (B).
4. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi attuatori comprendono:
— uno stantuffo a doppio effetto (28) dotato di uno stelo (28a) e comandato da fluido sotto pressione, detto stantuffo essendo contenuto in una sede cilindrica (26) all'interno dell'organo di presa (A),
. — una pluralità di leve a squadra (34) articolate all'organo di presa (A), ciascuna leva (34) essendo collegata in corrispondenza di una sua estremità (34a) allo stelo (28a) dello stantuffo (28) ed in corrispondenza dell'altra estremità (34b) al corrispondente dente di aggancio (36).
5. Dispositivo secondo le rivendicazioni 2 e 3, caratterizzato dal fatto che detto organo cilindrico di presa (A) presenta una pluralità di scanalature assiali (40) disposte sulla sua superficie laterale (16) in corrispondenza dei suddetti denti mobili (50), dette scanalature (40) risultando complementari alle suddette appendici di fissaggio (50) della suddetta flangia (B).
6. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che a detto organo cilindrico di presa (A) ed a detta flangia (B) sono associati raccordi ad innesto rapido (22 e 48) complementari per fluidi di servizio, disposti assialmente e dotati di valvole automatiche (22a, 48a) atte a permettere il flusso nella configurazione accoppiata organo-flangia e ad interrompere il flusso nella configurazione disaccoppiata.
7. Dispositivo secondo la rivendicazione 4 e secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 5 e 6, caratterizzato dal fatto che allo stantuffo (28) sono associati due sensori di prossimità (70, 72) atti a rilevare segnali indicativi delle due posizioni di fine corsa dello stantuffo (28) corrispondenti alle condizioni di attrezzo (42) bloccato/sbloccato.
8. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende un sensore di prossimità frontale (74) portato dal suddetto organo di presa (A) ed atto a rilevare una corretta condizione di accoppiamento tra l'organo (A) e la flangia (B) onde poter effettuare il bloccaggio dell'attrezzo (42).
9. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, per robot di saldatura dotati di una pinza per la saldatura a resistenza, caratterizzato dal fatto che all'organo cilindrico di presa (A) è associata frontalmente una prima coppia (R) di barre elettricamente conduttrici (76) dotate di superfici piane di contatto (76a) complementari a corrispondenti superfici piane (80a) di una seconda coppia (S) di barre elettricamente conduttrici (80) sopportate frontalmente da detta flangia (B), detta prima coppia (R) di barre (76) essendo collegate ad una sorgente di energia elettrica e detta seconda coppia (S) di barre (80) essendo collegate elettricamente agli elettrodi (Z) della pinza di saldatura (42).
10. Dispositivo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che tra la suddetta prima coppia (R) di barre (76) e l'organo cilindrico di presa (A) sono interposti mezzi elastici atti a garantire, nella condizione di accoppiamento dell'organo di presa (A) e della flangia (B), una determinata pressione di contatto fra le superfici (76a,. 80a) delle barre (76, 80).
11. Dispositivo secondo la rivendicazione 9 o 10, caratterizzato dal fatto che le barre (76, 80) di ciascuna coppia di barre risultano parallele fra loro e presentano ciascuna una prima porzione di estremità (76a, 80a) disposta sostanzialmente in corrispondenza dell'asse (X-X) dell'organo di presa (A) e rispettivamente della flangia (B) ed una seconda porzione di estremità (76b, 80b), opposta alla prima estremità, sporgente radialmente rispetto all'organo di presa (A) e rispettivamente alla flangia (B), ciascuna di dette seconde porzioni di estremità (76b, 80b) presentando un raccordo (78, 82) per la connessione elettrica.
12. Dispositivo secondo la rivendicazione 10 o 11, caratterizzato dal fatto che le barre (76) della prima coppia di bare (R) sono suscettibili di movimenti di aggiustamento all'atto dell'accoppiamento fra le loro superfici (76a) e le corrispondenti superfici (80b) delle barre (80) della seconda coppia (S).
13. Dispositivo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che ciascuna prima porzione di estremità (76a) delle barre (76) della prima coppia (R) presenta una superficie di contatto elettrico argentato (86).
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