DK163716B - Boejelig robotarm - Google Patents

Description

i i

DK 163716 B

5 Denne opfindelse angår en bøjelig robotarm. I forbindelse med industrirobotter er det ofte aktuelt at kunne orientere et til robotarmen fastgjort værktøj i de forskelligste stillinger. Der kendes robotter hvor det yderste led på robotarmen er gjort bøje-10 ligt af ovennævnte grund.

En bøjelig robotarm omfatter et led, som kan drejes om to indbyrdes ortogonale akser samtidigt, og som derudover kan drejes om en tredie aksel. Typisk på 15 denne måde er et led, som kan bevæges l80 grader i alle retninger i forhold til robotarmens aksel ved at kombinere en drejning om de nævnte ortogonale akser. Det er også typisk, at leddet kan rotere om robotarmens aksel, uafhængig af leddets position i-20 øvrigt. Et velkendt led, som har disse egenskaber, er det såkaldte universalled. Et universalled af sædvanlig art har et begrænset arbejdsområde. For at opnå et led med større arbejdsområde er det muligt at sætte flere universalled sammen på en sådan 25 måde, at summen af universalleddenes arbejdsområder giver den ønskede funktion. Der henvises til norsk patent nr. 137351» som beskriver hvordan flere universalled kan monteres sammen til en bøjelig og drejelig robotarm.

30

Karakteristisk for den robotarm, der er beskrevet i nævnte patent, er at universalleddenes bevægelser summeres ved hjælp af kugleflader eller andre krumme flader, der ruller eller vipper mod hinanden.

DK 163716 B

2 1 Por at realisere en sådan bøjelig robotarm er det nødvendigt, at sikre at de krumme flader ikke glider mod hverandre, og at de ikke træder ud af indbyrdes anlæg. Dette kan ifølge patentet opnås ved at ud-5 styre de krumme flader med riller eller tappe og huller, som går i indgreb med hinanden. Praktiske udførelser har vist, at brug af riller kun er anvendeligt ved meget små bevægelser i hvert led, og det er derfor nødvendigt med mange led for at frem-10 bringe en arm, der kan bevæges 180 grader. En god robotarm kendetegnes blandt andet af ringe slør i overføringerne. Por at opnå dette er det ønskeligt med så få led som muligt, idet total sløret bliver summen af sløret i hvert led. Brug af tappe og hul-15 ler i indgrebet har fundet større anvendelse, fordi det muliggør større bevægelse pr. led. En udførelse med tappe og huller, som har evolvente-profil, er brugt. Denne overføring virker som to kugleformede tandhjul, der kan rulle mod hinanden i alle retnin-20 ger. Denne konstruktion har imidlertid flere ulemper.

Da det ved det ved den foreliggende opfindelse især tilsigtes at forbedre en robotarm af nævnte udførelse, skal ulemperne ved denne beskrives: 1 2 3 4 5 6

Der kræves stor nøjagtighed, når det angår de flader, 2 der skal være i kontakt med hinanden, for at undgå 3 slør eller rykvise bevægelser. Konstruktionen er 4 meget følsom overfor aksiale forskydninger indbyrdes 5 i leddene. En sådan aksial forskydning virker på 6 samme måde, som når akselafstanden mellem to tandhjul, der er i indgreb med hinanden, forskydes. En slørfri udførelse af leddene stiller derfor også store krav til nøjagtighed, når det gælder centerafstande og montering af de enkelte led. Tilpasning ved montering 3

DK 163716 B

1 er som. oftest nødvendig. En ulempe er, at kontaktfladen mellem hvert led bliver meget lille på grund af at en cirkulær tand er i indgreb i et hul med større diameter. En lille kontaktflade giver øget slita-5 gebelastning. Mekaniske begrænsninger gør, at det ikke er muligt at have mere end en tand i fuldt indgreb i yderstillinger. Dimensionen på den tand, som er i. indgreb, bliver dermed bestemmende for, hvilken belastning konstruktionen bære, både hvad angår bøj-10 ningsspændinger og snitspændinger og i endnu højere grad trætning af materialet.

Den foreliggende opfindelse har til foremål at fremskaffe en bøjelig robotarm, der er sammensat på i og 15 for sig kendt måde ved at koble flere:' universalled sammen, men hvor sammenkoblingen mellem hvert led har en forholdsvis større kontaktflade og derved større slidstyrke, hvor bæreevnen i sammenkoblingen er væsentlig større end ved nogen kendt robotarm af 20 tilsvarende størrelse, hvor der ikke stilles særlig strenge krav til aksiale forskydninger eller monter-rings nøjagtighed samtidig med, at hvert led har en jævn og rykfri gang.

Formålet opnås ifølge opfindelsen ved de træk, der er angivet i det efterfølgende patentkravs kendetegnende del.

Et udførelseseksempel for opfindelsen er skematisk vist på tegningen hvor: 30 fig. 1 viser en bøjelig robotarm ifølge opfindelsen, set i perspektiv,

DK 163716B

4 1 fig. 2 yiser et længdesnit gennem endesam menkoblingen af to led i den bøjelige robotarm, når leddene står på linie, 5 fig. 3 viser et længdesnit gennem endesammenkoblingen af to led i den bøjelige robotarm, når leddene er bevægelige i forhold til hinanden.

10 På tegningen betegner henvisningstallene 1, 2, 3 og 4 henholdsvis.et første, et andet, et tredie og et fjerde universalled. Disse universalled 1, 2, 3, 4 er sammenkoblet ved hjælp af henholdsvis et første 15 led 5s et andet led 6, et tredie led 7 og et fjerde led 8, der er hægtet ind i hinanden omtrent som kædé-led, men med universalledene imellem, idet leddene faktisk udgør en del af universalleddene. Til yderenden af det yderste led 8 er fastgjort en αΙγβρΙρπγΙρ 9 20 til fastgørelse af værktøj på den bøjelige robotarm.

Såvidt er den bøjelige robotarm ifølge opfindelsen bygget op på samme måde som beskrevet i norsk patent nr. 137351. Robotarmen ifølge den foreliggende opfindelse adskiller sig fra robotarmen, som er beskrevet 25 i nævnte patent, ved den måde bevægelsen overføres på fra den ene led til det næste. Bevægelsen overføres fra et led, f.eks. det første led 53 til det tilstødende tredie led 7S ved at det tredie led 7 er udformet med en tap 10, der passer glidende, ind i 30 et hul i en kugle 11, der er bevægeligt monteret i et leje 12, der er fastgjort i det første led 5. Mr leddene 5» 7 bevæges indbyrdes, glider tappen 10 aksialt i hullet i den bevægelige kugle 11, samtidig med at kuglen 11 drejes, som vist på fig. 3· Kontakt-

DK 163716B

5 1 fladen mellem de to led 5 og 7 udgøres således af kontaktfladen mellem tappen 10 og den bevægelige kugle 11. Idet tappen 10 alligevel skal glide aksialt i forhold til hullet i kuglen 11, når leddene 5, 7 5 bevæges, stilles der ikke særlig strenge krav til den aksiale monteringsnøj agtighed. Idet der kun er en tap 10 i indgreb, og idet denne tap 10 aldrig går ind i eller ud af indgreb, undgåes rykvis bevægelse, som ellers let følger, når indgrebet skifter 10 fra en tap til en anden. Den bevægelige kugle 11 udgøres af et lænkeleje af kendt art. Sådanne lejer med stor præcision er tilgængelige til en lav pris. Fremstilling af de flader, som er af betydning for en god funktion, kan således gøres i en almindelig 15 drejebænk med sædvanligt værktøj. Produktionsomkost ningerne kan derfor holdes lave sammenlignet med udførelsesformer, hvor bevægelsen overføres -mellen leddene 5, 7 ved hjælp af krumme flader, som ruller eller vipper mod hinanden.

20

En drejelig aksel 13 er ført frem fra en bagved liggende robot arm 14 og gennem et hul i en kugle 15, som er bevægeligt monteret i et fast leje i den bageste ende af det andet led 6 på samme måde som 25 tidligere beskrevet.

Til en drivring 16, der er anbragt i glidende kontakt udenpå det første universalled 1, er fastgjort to tappe 17 henholdsvis 18, der er indrettet til at 30 kobles til hver sin ikke viste længdeforskydelige stang, der er forbundet til den bagved liggende robotarm 14 til bøjning af den bøjelige robotarm.

Claims (1)

1 Bøjelig robotarm bestående af et antal indbyrdes forbundne stive led (5, 6, Js 8) og indrettet til at drives til styrede bøjningsbevægelser· af en robot-drivanordning,.hvor efterfølgende led (5, 6, 7, 8) 5 er hægtet til hinanden omtrent som kædeled og indbyrdes svingbart forbundne ved hjælp af universalled (2, 3> 4) mellem de sammenhægtede ledender, idet de stive led (5, 6, 7S 8) faktisk udgør en del af universalleddene (2, 3S 4), og hvor leddene (5, 7)s 10 som er hægtet ind i et og samme mellemliggende led (6), befinder sig i svingelig forbindelse ved sine indbyrdes tilstødende yderender, mens den bøjelige robotarms indre endeled (5) er drejeligt lejret (1) i forhold til en bagvedliggende robotdel (14) med 15 fremspringende drivaksel (13) til drejning af den bøjelige robot arm om sin egen akse^.; samt indrettet til at drives af en drivanordning (16, 17, 18) i styrede udsving omkring nævnte lejring (1), samtidig med at den indre yderende af det nærmest efterføl-20 gende led (6), som er hægtet ind i nævnte endeled (5), befinder sig i drejelig forbindelse med drivakslen (13) til overføring af tilsvarende udsving til efterfølgende led (7, 8), kendetegnet ved, at den drejelige forbindelse mellem to· leds (5, 7 25 henholdsvis 6, 8).indbyrdes tilstødende ydérender udgøres af· en tap (10), som er fastholdt i det ene leds (7 henholdsvis 8) yderende, og som passer ind i et hul i en kugle (11), der er bevægeligt monteret i et leje (12), der er fastgjort i eller udformet i den 30 nærmeste ende af det tilstødende led (5 henholdsvis 6), og at den drejelige forbindelse mellem drivakslen (13) og det næstinderste led (6) er oprettet ved, at den frie ende af drivakslen (13) passer ind i et hul 7 DK 163716 B 1. en kugle (15)3 sam er bevægeligt monteret i et leje, der er fastgjort i eller udformet i den nærmeste ende af det rnæst.inderste led ' (6). 5 10 15 20 25 30