RS55828B1 - Glava za električno tačkasto zavarivanje namenjena za primenu sa višeosnim industrijskim robotima sa kućištem i nosećom strukturom; robot koji sadrži tu glavu - Google Patents

Description

Predmetni pronalazak odnosi se na oblast glava za električno tačkasto zavarivanje namenjenih za primenu kod višeosnih industrijskih robota, a koje su tipa koji sadrži: noseću strukturu (110) sa krajnjim delom namenjenim za spajanje sa zglobom ruke

robota,

par elektroda za zavarivanje nošenih od strane respektivnih krakova za nošenje

elektroda postavljenih na navedenoj nosećoj strukturi,

gde je najmanje jedan od navedenih krakova za nošenje elektroda pokretno postavljen na nosećoj strukturi glave između otvorenog položaja i zatvorenog položaja,

aktuator za vođenje navedenog pokretnog kraka postavljenog na navedenoj nosećoj

strukturi, i

električnog transformatora za delovanje na elektrode naponom potrebnim za električno zavarivanje, koji poseduje kućište sa zadnjim zidom okrenutim prema navedenom delu zadnjeg kraja zgloba ruke robota, prednjim zidom izvedenim naspramno zadnjem zidu, dva bočna zida izvedena paralelno u odnosu na osnovnu ravan krakova koji nose elektrode i dva krajnja zida, gde navedeni transformator dalje sadrži električni konektor za spajanje sa napojnim kablom glave za zavarivanje i dva izlazna pola transformatora, koji su električno povezani sa dva kraka za nošenje elektroda.

Glave za zavarivanje ovog tipa opisane su u dokumentu JP 2004 148378 A, US 2007/228018 Al (na kome je zasnovan uvodni deo patentnog zahteva 1), US 2004/0195213 Al, EP 1 878 529 A2, US-A-4 559 438.

Cilj predmetnog pronalaska jeste da se obezbedi izvođenje glave za zavarivanje koja bi bila kompaktnih dimenzija, posebno u uzdužnom pravcu koji se pruža od kraja glave namenjenog za povezivanje sa zglobom robota prema elektrodama za zavarivanje.

Dalji cilj pronalaska jeste obezbeđivanje glave koja bi garantovala zaštitu kablova i/ili cevi pridruženih glavi od rizika interferencije sa stranim telima tokom upotrebe robota u proizvodnom postrojenju i posebno rizika nastanka rane dotrajalosti i istrošenosti kablova i/ili cevi usled izlaganja agresivnim spoljašnjim agensima (kapljicama istopljenog metala koje prskaju tokom zavarivanja, prljavštini, itd.) koji mogu biti prisutni u industrijskoj proizvodnoj liniji. Ovo trošenje, u stvari, kod poznatih uređaja implicira potrebu za čestom zamenom kablova (do jednom svake godine ili jednom u svake dve godine) uz posledično zaustavljanje proizvodnje i nizak proizvodni učinak robota.

U pogledu postizanja ovih ciljeva, pronalazak se odnosi na glavu za zavarivanje koja poseduje karakteristike naznačene u prethodnom tekstu i dalje je okarakterisana karakteristikama prema patentnom zahtevu 1.

Glava prema pronalasku se prvenstveno koristi kod industrijskih robota koji pripadaju tipu robota koji sadrži strukturu osnove, artikulisani zglob robota i niz uzajamno artikulisanih elemenata robota koji povezuju navedenu strukturu osnove sa navedenim zglobom robota, pri čemu se navedeni zglob dodatno završava prirubnicom na koju se krutom vezom spaja alat koji zahteva napajanje električnom energijom i/ili fluidom i gde je kroz navedeni niz uzajamno artikulisanih elemenata robota i navedeni zglob izveden unutrašnji kontinualni prolaz koji prihvata jedan ili više kablova i/ili cevi za navedeno napajanje električno energijom i/ili dopremanje fluida do alata.

Robot prethodno naznačenog tipa je, na primer, opisan i ilustrovan u dokumentu U.S. 8.006.586 B2 u ime istog Podnosioca.

Kod robota prethodno naznačenog tipa, postojanje skupa kablova i cevi koje služe kako za napajanje električnom energijom, tako i za dopremanje fluida do glave za zavarivanje koja je nošena od strane robota, prouzrokuje nekoliko problema. Sa jedne strane, neophodno je pripremiti sisteme za zadržavanje i vođenje ovih kablova i cevi pomoću kojih bi se minimizovao rizik da oni mogu smetati ili se upetljati sa stranim telima tokom primene robota na proizvodnoj liniji. Sa druge strane takođe je potrebno da se ovi kablovi ili cevi vode kako bi se tokom izvođenja kretnji od strane robota što je moguće više smanjilo njihovo deforniisanje nastalo usled savijanja i uvrtanja, a posebno kako bi se smanjilo njihovo degradiranje usled izloženosti spoljašnjim agresivnim agensima (kapljicama istopljenog metala koje prskaju tokom zavarivanja, prljavštini, itd.) koji se često mogu naći u okruženju proizvodnih linija. Izlaganje kablova ovim agensima često dovodi do njihovog većeg trošenja i nastanka njihove prevremene dotrajalosti što rezultuje potrebom češće zamene skupa kablova i cevi (čak i nakon samo jedne ili dve godine od njihove prve upotrebe) što posledično zahteva veći broj zaustavljanja proizvodne linije i smanjuje produktivnost robota. Konačno, takođe je važno obezbediti da se zamena skupa kablova može izvršiti na jednostavan i brz način.

Prema dodatnoj karakteristici, predmetni pronalazak se takođe odnosi na višeosne industrijske robote koji sadrže kompaktne glave za zavarivanje prema pronalasku i koji su dalje naznačeni time da se navedeni kablovi i/ili cevi za napajanje energijom i/ili dopremanje fluida do glave za zavarivanje pružaju bez prekida kroz prolaz formiran kroz navedenu prirubnicu robota do glave, pri čemu su navedeni kablovi i/ili cevi u potpunosti postavljeni unutar robota i unutar glave bez potrebe za obezbeđivanjem zasebnih kablova i cevi robota koji bi bili u vezi sa navedenom prirubnicom (videti patentni zahtev 2), a kao što je uobičajeno kod poznatih rešenja.

Stoga, u ovom specifičnom prvenstvenom izvođenju glava za zavarivanje prema pronalasku poseduje električne konektore i konektore za protok fluida radi direktnog spajanja sa napojnim kablovima i ccvima koje pripadaju samom robotu, čime je glava lišena postojanja sopstvenih kablova i/ili cevi koje bi bile namenjene spajanju sa kablovima i/ili cevima robota.

Suštinska prednost ovakvog rešenja je ta da kompletna zaštita napojnih kablova i dovodnih cevi u potpunosti sprečava nastanak prerane dotrajalosti ovih komponenti, za koje je kod poznatih rešenja utvrđeno da je posledica kontaminacije od strane agresivnih eksternih agenasa (kapljica istopljenog metala, prljavštine, itd.) prisutnih u industrijskim okruženjima. Eksperimenti koje je sproveo Podnosilac su nam omogućili da predvidimo da će pronalazak proizvesti značajno poboljšanje po pitanju smanjene potrebe za zamenom skupa kablova i cevi robota usled promene njihovog minimalnog trajanja sa oko 1,5 do 2 godine na oko 8 do 10 godina, što je gotovo uporedivo sa dužinom životnog veka samog robota. Pronalazak, stoga, može proizvesti pravi proboj u praksi primene robota.

Naravno, kompaktne glave za zavarivanje prema pronalasku se takođe mogu koristiti i sa robotima tradicionalnog tipa.

Takođe treba primetiti da, iz razloga jednostavnijeg održavanja, cevi za dopremanje fluida do alata mogu biti izvedene sa zasebnim krajnjim delom vezanim za alat i povezanim sa odgovarajućim cevima vezanim za robota pomoću brzo-spajajućih spojnica. U ovom slučaju osnovni princip pronalaska je još uvek primenjen na električne kablove (napojne ili signalne) pridružene robotu.

Pronalazak će sada biti opisan uz pozivanje na pridružene slike nacrta date u cilju pružanja ne-ograničavajućih primera, a na kojima: - Slika 1 predstavlja pogled u perspektivi na prvo izvođenje glave za zavarivanje prema predmetnom pronalasku, - Slika 2 predstavlja šematski pogled sa boka na unutrašnju strukturu glave za zavarivanje sa Slike 1, - Slika 3 predstavlja pogled u perspektivi na unutrašnju strukturu glave sa Slike 1, - Slika 4 predstavlja pogled u perspektivi na električni transformator izveden u glavi za zavarivanje sa Slike 1, - Slike 5 do 8 predstavljaju uvećane poglede u perspektivi koji ilustruju različite detalje unutrašnje strukture prikazane na Slici 2, - Slika 9 predstavlja pogled u perspektivi na drugo izvođenje glave za zavarivanje prema pronalasku, - Slika 10 predstavlja šematski pogled sa bočne strane na unutrašnju strukturu glave za zavarivanje sa Slike 9, - Slika 11 predstavlja pogled u perspektivi na unutrašnju strukturu glave za zavarivanje sa Slike 9, - Slika 12 predstavlja šematsku reprezentaciju višeosnog industrijskog robota prema stanju tehnike poznatom iz dokumenta U.S. 8.006.586 B2 u ime Podnosioca, ovde navedenom isključivo u cilju opisivanja primera robota sa kojim je moguće primeniti glavu za zavarivanje prema pronalasku,

- Slika 13 predstavlja uvećani pogled na presek zgloba robota sa Slike 12,

- Slika 14 predstavlja šematski pogled sa bočne strane na prvo izvođenje robota prema pronalasku, - Slika 15 predstavlja šematski pogled u perspektivi na drugo izvođenje robota prema pronalasku, - Slika 16 predstavlja pogled u perspektivi na robot sa Slike 14 sa uklonjenom glavom za zavarivanje, - Slika 17 predstavlja dalji šematski pogled sa bočne strane, u delimičnom poprečnom preseku, na robot sa Slike 3, i - Slika 18 predstavlja uvećani pogled u perspektivi na nosač za povezivanje između prirubnice robota i noseće strukture glave za zavarivanje.

Slika 1 predstavlja pogled u perspektivi na prvo izvođenje glave za zavarivanje prema pronalasku. Pozicija 100 naznačava glavu za zavarivanje u celosti, gde ona sadrži dve elektrode 101, 102 za zavarivanje koje su nošene pomoću respektivnih krakova 103, 104 za nošenje elektroda. Unutrašnja struktura glave je sakrivena kućištem 105 koje poseduje otvor sa zadnje strane sa koje se pružaju krakovi 103, 104 za nošenje elektroda glave za zavarivanje. Kućište 105 je formirano od strane dve uzajamno spojene bočne polu-školjke 105a, 105b čiji su glavni zidovi paralelni opštoj ravni koju definišu dva kraka 103, 104 koja nose elektrode, zabravljeni su pomoću zabravljujuće spone 108. Slika 1 takođe prikazuje zadnji zid 107, oblika slova U, prirubnice 108 za spajanje, koji se najbolje vidi na Slici 18, a koji služi kako bi povezao prirubnicu F zgloba ruke robota sa nosećom strukturom glave za zavarivanje. Kao što je prikazano na Slici 18 i prema predmetnom pronalasku, nosač 108 sadrži zadnji zid 107 i dva krila 109 koja su paralelna, razmaknuta i pružaju se ortogonalno od zadnjeg zida 107. Posmatrajući Slike 2, 3, glava 100 za zavarivanje sadrži noseću strukturu 110 uključujući i dve čelične ploče 111 koje su paralelne, razmaknute i uzajamno kruto povezane, kao i paralelne opštoj ravni koju definišu dva kraka 103, 104 koji nose elektrode i koji su postavljeni između dve ploče. Struktura krakova 104 koji nose elektrode je kruto povezana pomoću zavrtnjeva sa parom nosača 112 (Slika 3) fiksiranih za unutrašnje površine dve ploče 111. Umesto toga, stmktura kraka 103 koji nosi elektrodu je povezana sa oscilirajućim krakom 113 koji je zglobno postavljen između dve ploče 111 oko ose 114 oscilacije i koji je kontrolisan pomoću stuba 115 elektromehaničkog aktuatora 116, takođe postavljenog između dve ploče 111. Aktuator 116, koji je sam po sebi poznatog tipa, sadrži električni motor, prenos i navrtku koja se dovodi u rotaciono kretanje pomoću električnog motora a preko prcnosa. Rotacija navrtkc proizvodi linearno kretanje zavrtnja spregnutog sa njom, dok je zavrtanj dalje povezan sa stubom 115. Komponente aktuatora 116 ovde nisu ilustrovane pošto, kao što je prethodno rečeno, ovaj aktuator se može realizovati prema bilo kojoj poznatoj konfiguraciji i eliminacija ovih detalja sa Slika ih čini jasnijim i razumljivijim.

Struja kojom se ostvaruje električno zavarivanje protiče kroz elektrode 101, 102 nakon prolaska kroz strukturu krakova 103, 104 izrađenih od aluminijuma u formi šuplje prizme, gde su na bočnim zidovima izvedeni otvori 117 čija je svrha smanjenje ukupne težine konstrukcije. Telo krakova 103, 104 je električno povezano sa dva izlazna pola 118, 119 električnog transformatora T izvedenog između dve ploče 111 noseće stmkture glave za zavarivanje.

Takođe posmatrajući Sliku 4, telo transformatora T poseduje zadnji zid 120 koji je okrenut prema prirubnici robota, prednji zid 121 izveden naspram njega, dva bočna zida 122 i krajnje zidove 123 i 124 (u odnosu na prikazanu orijentaciju, respektivno gornji i donji).

Prema fundamentalnoj karakteristici ilustrovanog primera izvođenja, koja omogućava prenošenje posebne kompaktnosti na glavu za zavarivanje, dva izlazna pola 118 i 119 transformatora T su izvedena na različitim zidovima tela transformatora. U prikazanom primcru, pol 118 je izveden na prednjem zidu 121, dok je pol 119 izveden na donjem krajnjem zidu 124. Polovi 118, 119 su takođe električno povezani sa strukturom respektivnih krakova 103, 104 pomoću trake 125 koja je suštinski oblika U profila i koja se može elastično đeformisati (Slika 2), i trake 126 koja je suštinski oblika S profila i koja se takođe može elastično đeformisati. Izvođenje jednog od dva izlazna pola transformatora T (posebno pola 119) na donjem zidu 124 transformatora T omogućava smanjenje rastojanja u horizontalnom pravcu sa Slike 2 između transformatora T i krakova 103, 104 koji nose elektrode. Stoga, rezultujuća veličina glave je smanjena posebno u njenom uzdužnom pravcu, tj. u pravcu koji se prostire od prirubnice robota prema elektrodama 101, 102 za zavarivanje.

I transformator T i elektrode 101, 102 za zavarivanje zahtevaju hlađenje pomoću tečnosti. Stoga, u skupu kablova i cevi koje dolaze od robota postoji i najmanje jedna dolazna cev za dopremanje rashladne tečnosti, kao i najmanje jedna povratna cev za odvođenje rashladne tečnosti. Posmatrajući Slike 4, 5 i 6, dovodna cev za rashladnu tečnost sprovodi rashladnu tečnost pre svega do rashladnog kola (nije prikazano) izvedenog unutar transformatora T. Od unutrašnjeg rashladnog kola do transformatora T rashladna tečnost teče kroz dva kanala 127a, 127b formirana respektivno na cilindričnim telima koja sačinjavaju izlazne polove 118, 119 transformatora T. Vod 127a pruža se radijalno od tela 118, dok se vod 127b pruža koaksijalno, na kraju tela terminala 119. Na izlaznom kraju vodova 127a, 127b izvedeni su konektori (nisu prikazani) za spajanje sa cevima koja vode rashladnu tečnost do kraka 103 i elektrode 101 i do kraka 104 i elektrode 102 respektivno. Posebno elektroda 101 (videti Sliku 2) prima rashladnu tečnost kroz fleksibilnu cev 128 izvedenu kroz unutrašnju šupljinu kraka 103, gde se rashladna tečnost zagreva od strane elektrode 101, a zatim sprovodi u drugu fleksibilnu cev 129 takođe izvedenu u unutrašnjoj šupljini kraka 103. Bliži krajevi cevi 128, 129 povezani su pomoću konektora 130 (videti Slike 2 i 7). Jedan od dva konektora 130 povezan je pomoću fleksibilne cevi sa konektorom izvedenim na izlaznom kraju voda 127a (Slika 5), dok je drugi konektor 130 povezan pomoću fleksibilne cevi (nije prikazana) koja se vraća u unutrašnji prostor robota bez prolaska kroz transformator T. Ovaj vod nosi povratnu rashladnu tečnost od elektroda 101 do robota. Dodatno, unutar kraka 104 izvedene su sve fleksibilne cevi 131, 132 radi slanja rashladne tečnosti do elektrode 102 i radi povratka rashladne tečnosti koja je ohladila elektrodu 102. Dve fleksibilne cevi naznačene pozicijama 131, 132 povezane su pomoću dva konektora 133 (Slike 2 i 8). Jedan od dva konektora 133 povezan je pomoću fleksibilne cevi (nije prikazana) sa konektorom izvedenim na izlaznom kraju voda 127b (Slika 6), dok je drugi konektor 133 povezan sa fleksibilnom cevi koja se vraća direktno u unutrašnjost robota.

Slika 4 pridruženih nacrta takođe prikazuje daje na zadnjem zidu 120 transformatora T izveden tropolni električni konektor Dl radi povezivanja napojnih električnih kablova, gde su tri pola izvedena u pravcu paralelnom sa poprečnim pravcem glave (tj. pravcem ortogonalnim na opštu ravan dva kraka). Na zidu 120 takođe je izveden i električni konektor D2 za električne signalne kablove. Takvi konektori su namenjeni za prihvat kablova koji dolaze direktno od robota u slučajevima primene kada je glava integrisana u robota i kada ne poseduje sopstvene kablove i/ili cevi. Ipak, kao što je već napomenuto, glava prema pronalasku se takođe može koristiti sa bilo kakvim poznatim i konvencionalnim tipom robota gde se glava može brzo povezati sa zglobom ruke robota i gde ona poseduje sopstvene kablove i cevi koje se povezuju sa kablovima i cevima samog robota.

Slika 9 pridruženih nacrta predstavlja pogled u perspektivi koji prikazuje varijaciju sa Slike 1 koja odgovara verziji sa kliznim kracima glave za zavarivanje. Na ovoj Slici delovi zajednički onima sa Slike 1 naznačeni su istim brojevima pozicija. Takođe, u ovom slučaju struktura glave 100 za zavarivanje je u potpunosti pokrivena kućištem 105 koje se sastoji od dve polu-školjke 105a, 105b uzajamno spojene pomoću zabravljujuće spone 106. Noseća struktura glave za zavarivanje sa Slike 9 vidljiva je na Slikama 10 i 11. Suštinski je analogna onoj iz prethodno opisane verzije izuzev što je u ovom slučaju fiksni krak 104, koji je oblika lakta, izveden na takav način daje elektroda 102 izmeštena na osu aktuatora 116. Drugi krak 103 se sastoji od klizno vođenog stuba sa prizmatičnom vodicom 200 nošenom na krajevima pomoću dve ploče 201 fiksirane za ploče 111 strukture glave. Stub 103 je povezan na svojim krajevima za stub aktuatora 116 tako da se može linearno izmeštati duž ose aktuatora 116 između otvorene pozicije u kojoj su elektrode 101, 102 razmaknute, i zatvorene pozicije u kojoj su ove elektrode u kontaktu jedna sa drugom. Izvođenje transformatora T je identično onom prethodno opisanom u vezi sa izlaznim polovima transformatora T koji su izmešteni na prednji zid i na donji zid transformatora. U ovom slučaju je traka 125, koja se može elastično đeformisati i koja poseduje oblik U profila, orijentisana horizontalno (Slika 10) umesto vertikalno kao što je bio slučaj u verziji sa Slike 2, i direktno je povezana sa stubom koji obrazuje krak 103. Rashladno kolo za hlađenje elektroda je, naravno, takođe obezbeđeno i u ovom slučaju na način sličan prethodno opisanom u vezi sa Slikom 2, pri čemu radi značajnog uprošćenja nacrta nije prikazano na Slici 10.

Kao što je više puta ponovljeno, glava za zavarivanje prema pronalasku može biti primenjena na bilo kojem robotu bilo kojeg poznatog tipa. Samo radi navođenja primera, Slika 12 prikazuje robota poznatog iz dokumenta U.S. 8.006,586 B2.

U slučaju primera ilustrovanog na Slici 12, robot 10 sadrži strukturu 12 osnove koja nosi uspravni deo 13 koji može vršiti rotaciono kretanje oko prve vertikalne ose I. Uspravni dco 13 nosi vertikalni krak 14 koji može vršiti rotaciono kretanje oko druge horizontalno usmerene ose II. Gornji kraj vertikalnog kraka 14 nosi strukturu 16 koja nosi krak 18 koji može vršiti rotaciono kretanje oko treće horizontalno usmerene ose III. Krak 18 je nošen od strane strukture 16 oko četvrte ose IV koja se podudara sa glavnom osom kraka 18. Krajnji deo kraka 18 nosi zglob 20 ruke robota koji je na Slici 13 radi ilustracije prikazan uvećano i u poprečnom preseku. Kao što će biti očigledno na osnovu daljeg opisa, glavna karakteristika zgloba 20 ruke robota počiva u činjenici daje izveden kao šuplji zglob prilagođen da u svojoj unutrašnjosti obrazuje kontinualni prolaz kroz koji se može sprovesti skup napojnih kablova i cevi alata. Evidentno je da se učenja iz predmetnog pronalaska takođe mogu primeniti i na robota bilo kakve različite konfiguracije, a posebno na šuplji zglob ruke robota u konfiguracijama različitim u odnosu na onu prikazanu ovde pomoću navedenih primera.

Posmatrajući Sliku 13, zglob 20 ruke robota sadrži prvo šuplje telo 22 koje je suštinski oblika lakta i uključuje prvi i drugi kraj i prolaznu šupljinu koja vodi do ovih krajeva. Prvi kraj prvog šupljeg tela 22 namenjen je krutom povezivanju pomoću zavrtnjeva 19 sa krakom 18 robota koji može vršiti rotaciono kretanje oko ose IV. Zglob 20 ruke robota sadrži , šta više, i drugo šuplje telo 24, suštinski oblika lakta, koje sadrži prvi i dragi kraj i prolaznu šupljinu koja vodi do ovih krajeva. Prvi kraj drugog šupljeg tela 24 postavljen je na dragom kraju prvog šupljeg tela 22 koje može vršiti rotaciono kretanje oko ose V nagnute u odnosu na prvu osu IV. Prvi zglob 20 konačno sadrži i treće šuplje telo 26 koje sadrži prvi i drugi kraj, kao i prolaznu šupljinu koja vodi do ovih krajeva. Prvi kraj trećeg šupljeg tela 24 može vršiti rotaciono kretanje oko ose VI nagnute u odnosu na prvu osu V.

Kao što je prethodno naglašeno, prolazne šupljine navedenog prvog, dragog i trećeg šupljeg tela 22, 24, 26 formiraju kontinualni prolaz duž osa TV, V, VI kroz koji prolaze kablovi i/ili cevi za napajanje/dopremanje tečnosti, kao i za kontrolu alata vezanog za prirubnicu F i nošenog od strane trećeg šupljeg tela 26. Navedeni prolaz je značajnog kapaciteta u smislu daje ukupan broj kablova i/ili cevi koji može prihvatiti značajan.

Na primcr, u slučaju da je alat glava za električno tačkasto zavarivanje, linije za napajanje koje prolaze kroz unutrašnji prolaz zgloba rake robota sadrže dve dolazne cevi za dopremanje rashladne tečnosti, dve povratne cevi za odvođenje rashladne tečnosti, kabl za prosleđivanje kontrolnih signala električno pokretanom motora glave, napojni kabl za napajanje ovog motora, multi-magistralni kabl i tri napojna kabla (ili alternativno, jedan kabl za napajanje sa tri žice) za struju potrebnu za električno zavarivanje.

Ponovo u vezi sa ilustrovanim primerom, ose IV i VI su nagnute u odnosu na osu V pod uglom od približno 50° i 70°. Prvenstveno, ovaj ugao pod kojim su nagnute je 60°. Ovakav izbor nagiba ose rotacije V relativno u odnosu na ose IV i VI omogućava postizanje širokog radnog opsega zgloba rake robota i u isto vreme garantuje jednostavan i kontinualan prolaz kablova i/ili cevi kroz zglob. Kao što se može videti, u stanju u kojem su ose IV, V, VI koplaname, one obrazuju Z konfiguraciju.

Ponovno u odnosu na ilustrovani primer, u spoju između kraka 18 i šupljeg tela 22 izvedeno je kućište za prvu grupu motora 27 sa reduktorom. Prema veličini prvog šupljeg tela 22 i njegovog cilindričnog dela namenjenog za sprezanje sa krakom 18 robota, kućište za prvi motor 27 sa reduktorom može biti u potpunosti sadržano u prvom šupljem telu 22 ili čak delimično i u kraku 18 robota, ali uvek na takav način da se prvi motor 27 sa reduktorom suštinski nalazi unutar zapremina definisanih geometrijom kraka 18 i prvog šupljeg tela 22, sa posebnom referencom na većinu ovog dela ovog kraka. U vezi sa drugim šupljim telom 24 izvedeno je drugo kućište za drugi motor 29 sa reduktorom. Posebno, kao što se može videti sa Slike 13, šuplje telo 24 eksterno poseduje ležište na svojem bočnom zidu u kojem se prihvata drugi motor 29 sa reduktorom orijentisan suštinski paralelno sa osom VI. Zahvaljujući konfiguraciji šupljih tela 22 i 24 koja je oblika lakta, motor 29 sa reduktorom je razmaknut u odnosu na zidove šupljeg tela 22 tako da nikad ne dolazi u interferenciju sa njim bez obzira na ugaoni položaj koji šuplje telo 24 može zauzeti u odnosu na šuplje telo 22. Posebno izvođenje motora 29 sa reduktorom koje je opisano iznad omogućava zadržavanje suštinski poprečnog položaja većeg dela zgloba ruke robota unutar ograničenog opsega. Takođe, kako je motor 29 sa reduktorom nagnut u odnosu na osu V pod uglom jednakim uglu nagiba ose VI u odnosu na osu V, što je u ovom slučaju približno jednako 60° kada se dovede u rotaciju od strane šupljeg tela 24, inercijalne sile koje se protive rotacionom kretanju motora 29 sa reduktorom su ograničene.

Između prvog šupljeg tela 22 i dragog šupljeg tela 24 izveden je jedan cilindrično valjkasti kuglični ležaj 33 poznatog tipa sa unutrašnjim prstenom 32 kruto povezanim sa prvim šupljim telom 22, i spoljašnjim prstenom 34 kruto povezanim sa drugim šupljim telom 24. Jedan cilindrično valjkasti kuglični ležaj 37 je takođe izveden između drugog šupljeg tela 24 i trećeg šupljeg tela 26 sa spoljašnjim prstenom 36 kruto povezanim sa drugim šupljim telom 24 i unutrašnjim prstenom 38 kruto povezanim sa trećim šupljim telom 26.

Svaki od motora 27, 29 sa reduktorom sadrži motor 28, 30, prirubnicu 31 za sprezanje, reduktor 40 odnosno prenos kao što je već prethodno naznačeno, i zupčanik 42, 46. Reduktori 40 su naznačeni visokim odnosom prenosa i prvenstveno su epicikličnog ili harmoničnog tipa. Svaki od reduktora 40 je sa strane jednog od svojih krajeva spregnut sa svojim relativnim motorom 28, 30 preko prirubnice 31 za sprezanje. Prirubnica je sa motorom 28, 30 povezana pomoću zavrtnjeva 35a, dok je sa reduktorom povezana drugim zavrtnjima 35b.

Na drugom kraju, reduktor 40 nosi zupčanik 42, 46 radi prenosa kretanja koje je sada fiksirano pomoću većeg broja zavrtnjeva 35c. Prvi motor 27 sa reduktorom sadrži prvi motor 28, reduktor 40 i konusni zupčanik 42 fiksiran pomoću zavrtnjeva u dodiru sa zidom 39 dna rcspcktivnog kućišta. Između zida 39 dna kućišta i kraja reduktora za koji je konusni zupčanik 42 fiksiran, umetnut je uložak 41 radi fiksiranja i podešavanja razmaka. Tokom sklapanja zgloba rake robota, debljina uloška 41 se podešava tako da se postigne ispravno uzupčenje para konusnih zupčanika. Konusni zupčanik 42 se uzupčava sa unutrašnjim zupcima prstenastog konusnog zupčanika 44 i stoga, kako je fiksiran pomoću zavrtnjeva (nisu prikazani) za spoljašnji prsten 34 ležaja 33, kruto je povezan sa drugim šupljim telom 24. Drugi motor 29 sa reduktorom sadrži dragi motor 30, reduktor 40 i cilindrični zupčanik 46 umetnut unutar kućišta formiranog u dragom šupljem telu 24 i fiksiranom u dodira sa zidom 43 dna navedenog kućišta pomoću zavrtnjeva. Cilindrični zupčanik 46 je uzupčen sa cilindričnim prstenom 48 koji je fiksiran za unutrašnji prsten 38 ležaja 37. Kretnja rotacije se od motora 28 transformiše kroz reduktor 40 i prenosi na konusni zupčanik 42 koji dovodi u rotaciju prstenasti konusni zupčanik 44 kruto povezan sa spoljašnjim prstenom 34 ležaja 33 koji je dalje fiksiran za drugo šuplje telo 24. Na ovaj način se ostvaraje rotaciono kretanje drugog šupljeg tela 24 oko ose V. Kada se aktivira dragi motor 30, rotaciono kretanje se prenosi kroz reduktor 40 do cilindričnog zupčanika 46. Cilindrični zupčanik 46 je uzupčen sa cilindrom točka 48 koji je kruto povezan sa unutrašnji prsten 38 i treće šuplje telo 26. Na ovaj način se ostvaruje rotaciono kretanje trećeg krutog tela 26 oko ose VI.

Unutrašnja šupljina zgloba rake robota dozvoljava prolaz napojnih kablova i/ili vodova C glave za zavarivanje namenjene za sprezanje sa prirabnicom F. Ovi kablovi i/ili vodovi C su u vezi sa uloškom 47.

Moguća primena glave za zavarivanje prema pronalasku omogućava postavljanje glave robota poznatog tipa ilustrovanog na Slikama 12 i 13 opisanim iznad. Prema postojećem stanju tehnike, ovaj sklop se ostvaraje uz pomoć sistema za brzo postavljanje i pruža vezu između kablova i cevi koje pripadaju robotu i kablova i cevi koje pripadaju glavi.

Dalja posebno poželjna primena je ona koja obezbeđuje potpunu integraciju glave za zavarivanje prema pronalasku sa robotom prethodno opisanog tipa uz eliminaciju kablova i cevi glave i ostvarivanje direktne veze kablova i cevi robota sa konekcijama izvedenim na glavi.

Slika 14 pridruženih nacrta prikazuje prvu varijantu ovog rešenja robota sa integrisanom glavom. Na ovoj Slici, delovi koji odgovaraju onima sa Slike 12 naznačeni su istim referentnim pozicijama.

Slika 14 prikazuje izvođenje u kojem je glava za zavarivanje sa Slike 1 integrisana u robota pri čemu je jedan od dva kraka koji nose elektrode fiksan dok je dragi krak oscilatomo postavljen. Na mestu takve glave za zavarivanje sa oscilujućim krakom, moguće je, ipak, obezbediti glavu za zavarivanje tipa prikazanog na Slici 9 kod koje je jedan od dva kraka koji nose elektrode fiksan dok je drugi krak izveden kao linearno klizni, kao što je posebno prikazano na Slici 17.

Kao što se vidi sa Slike 17, prikazani robot i poznati robot sa Slike 12 imaju zajedničku činjenicu da kroz čitav niz elemenata robota i kroz zglob ruke robota postoji definisan kontinualni unutrašnji prolaz kroz koji se prihvata skup C kablova i cevi. Na Slici 17 ilustrovan je slučaj u kojem su svi kablovi i cevi sadržani unutar jednog fleksibilnog omotača, ali, naravno, ova karakteristika nije od esencijalne važnosti i duž čitavog puta kojim se prostire skup kablova i cevi može jednostavno biti izveden veći broj stezaljki kojima bi se izvršilo njihovo obuhvatanje i zadržavanje.

U slučaju poznatih robota i, takođe, u specifičnom slučaju poznatog robota ilustrovanog na Slikama 12 i 13, skup kablova i cevi je prekinut prirubnicom F za povezivanje alata pridruženog robotu. U tipičnom slučaju, takva prirubnica poseduje izveden veći broj konektora za povezivanje kablova i cevi izvedenih na robotu sa kablovima i/ili cevima koje su pridružene glavi za zavarivanje postavljenoj na robotu.

U suprotnosti sa ovakvim izvođenjem, kod robota sa Slika 14 do 17 nije omogućena brza izmena glave za zavarivanje nošene od strane robota, a sama glava za zavarivanje ne poseduje zasebne kablove i cevi koje bi bile povezane sa kablovima i cevima robota kada se ona postavi na prirubnicu robota. Kao što je jasno vidljivo sa Slika 16 i 17, u slučaju robota prikazanog na ovim slikama kablovi i cevi koje prolaze duž čitavog robota i kroz šuplji zglob ruke robota nastavljaju se bez prekida u prolazu formiranom kroz prirubnicu F Fl (Slika 16) sve do ulaznog konektora izvedenog na električnom trans formatom T postavljenom unutar strukture glave za zavarivanje.

Kao što će biti očigledno iz narednog opisa, predmetni pronalazak, stoga, omogućava da se kroz čitavu dužinu robota i zgloba ruke robota postavi jedan skup kablova koji doseže do korisničke opreme postavljene na alatu na takav način da je duž čitave dužine robota skup kablova i cevi u potpunosti obuhvaćen, odnosno sadržan unutar strukture robota, unutar strukture zgloba ruke robota i unutar strukture glave za zavarivanje.

Stoga, u slučaju specifične primene ilustrovane na Slikama 14 do 17, glava za zavarivanje je u potpunosti integrisana u robota tako da robot i glava za zavarivanje zajedno obrazuju jedinstvenu „mašinu za zavarivanje" bez bilo kakve razlike između „robotskog" dela i dela „alata", i bez bilo kakve mogućnosti za brzu zamenu alata. Ovo rešenje u poređenju sa poznatim rešenjem iz dokumenta U.S. 8.006.586 B2 ostvaruje prednost obzirom da ne predviđa postojanje bilo kakvog konektora za ostvarivanje veze između kablova i cevi robota i zasebnih kablova i cevi izvedenih na glavi za zavarivanje, a samim tim ne poseduje nedostatke ovog poznatog rešenja kod kojeg se kablovi i cevi pridruženi robotu pružaju iz prirubnice robota prema glavi tako da su najmanje delimično izloženi u spoljašnjem prostoru.

Kao što smo videli, ova prednost se dodatno poboljšava obezbeđivanjem spoljašnjeg kućišta 105 za glavu za zavarivanje koje obrazuje produžetak tela robota i koje u potpunosti sakriva deo kablova i cevi koje se pružaju od prirubnice robota.

Slika 15 prikazuje dalju primenu pronalaska kod kog robot 10 poseduje strukturu suštinski identičnu onoj koju poseduje robot sa Slike 14, ali je postavljen u invertovanom položaju sa strukturom osnove 12 fiksiranom za „plafon" 13 (gornji noseći ram) proizvodnog postrojenja.

Slika 16 prikazuje robota sa Slike 14 sa rasklopljenom glavom za zavarivanje i naglašava, kao kod robota prema pronalasku, skup kablova i cevi C koji dolaze kroz centralni otvor Fl prirubnice F robota i nastavljaju direktno gore do konektora R koji se povezuju direktno sa električnim konektorima i hidrauličnim spojnicama izvedenim unutar glave za zavarivanje. Skup C se, stoga, prostire od osnove robota na gore do opreme unutar glave za zavarivanje, ostaje u potpunosti sakriven unutar strukture robota i unutar kućišta 105 glave 100 za zavarivanje bez i jednog izloženog dela, čak i duž poslednjeg poteza između prirubnice F robota i opreme koja se nalazi unutar glave za zavarivanje, i bez bilo kakvog prekida ili nastavljanja kablova ili cevi u oblasti prirubnice robota. Ovo je takođe jasno vidljivo sa Slike 17, kao što je već prethodno opisano iznad, na kojoj je dat primer koji se odnosi na slučaj glave za zavarivanje koja je tipa sa kliznim elektrodama, a što se smatra daje takođe odmah primenljivo u slučaju glave za zavarivanje sa oscilujućim krakom.

Naravno, bez predubeđenja po pitanju principa pronalaska, detalji konstrukcije i izvođenja se mogu značajno razlikovati u odnosu na ono što je opisano u ovom dokumentu i ilustrovano na datim primerima, a bez udaljavanja od obima zaštite predmetnog pronalaska koji je u skladu sa onim što je definisano u pridruženim Patentnim Zahtevima.

Posebno, kao što je više puta istaknuto, glava za zavarivanje prema pronalasku može biti primenjena kod robota bilo kog tipa, a primene koje su ilustrovane ovde, navedene su isključivo u cilju pružanja poželjnih primera.

Claims (2)

1. Glava za električno tačkasto zavarivanje namenjena za višeosnog industrijskog robota sadrži: noseću strukturu (110) sa krajnjim delom namenjenim za spajanje sa zglobom (20) ruke robota, par elektroda (101, 102) za zavarivanje nošenih od strane respektivnih krakova (103, 104) za nošenje elektroda postavljenih na navedenoj nosećoj strukturi (110), gde je najmanje jedan od navedenih krakova (103) za nošenje elektroda pokretno postavljen na nosećoj strukturi (110) glave (100) između otvorenog položaja i zatvorenog položaja, aktuator (116) za vođenje navedenog pokretnog kraka (103) postavljenog na navedenoj nosećoj strukturi (110), i električnog transformatora (T) za delovanje na elektrode (101, 102) naponom potrebnim za električno zavarivanje, koji poseduje kućište sa zadnjim zidom (121) okrenutim prema navedenom delu zadnjeg kraja zgloba ruke robota, prednjim zidom (120) izvedenim naspramno zadnjem zidu, dva bočna zida (122) izvedena paralelno u odnosu na osnovnu ravan krakova (103, 104) koji nose elektrode i dva krajnja zida (123, 124), gde navedeni transformator dalje sadrži električni konektor (Dl) za spajanje sa napojnim kablom glave za zavarivanje i dva izlazna pola (118, 119) transformatora (T) koji su električno povezani sa dva kraka (103, 104) za nošenje elektroda, pri čemu je glava za zavarivanjenaznačena time,što je struktura glave za zavarivanje u potpunosti pokrivena kućištem (105) koje se sastoji od dve bočne polu-školjke (105a, 105b) koje su uzajamno spregnute, čiji su glavni zidovi paralelni u odnosu na opštu ravan dva kraka koji nose elektrode, gde navedeno kućište poseduje zadnji otvor za spajanje noseće strukture glave (100) za zavarivanje sa prirubnicom (F) nošenom od strane zgloba ruke robota, i prednji otvor iz kojeg se pružaju dva kraka (103, 104) koji nose elektrode glave (100) za zavarivanje, timešto noseća struktura (110) glave za zavarivanje sadrži nosač (108) i dve noseće ploče (111) izvedene kao uzajamno paralelne i razmaknute, pri čemu su navedene noseće planarne ploče (111) kruto povezane jedna sa drugom i postavljene paralelno u odnosu na opštu ravan dva kraka (103, 104) koja nose elektrode, gde su navedeni kraci koji nose elektrode, navedeni transformator (T) i navedeni aktuator izvedeni između na vedenih ploča (111), timešto su navedene noseće ploče (111) fiksirane za pozadinu nosača (108) radi spajanja sa prirubnicom (F) nošenom od strane zgloba ruke robota, pri čemu nosač (108) ima konfiguraciju U profila, sa dva krila (109) respektivno fiksirana za dve noseće ploče (111) i zadnji zid (107) radi spajanja sa navedenom prirubnicom (F), i timešto navedeni zadnji zid (107) navedenog nosača (108) ima konfiguraciju U profila.

2. Višeosni industrijski robot koji sadrži: - strukturu osnove (12), - artikulisani zglob (20) ruke robota, i - niz uzajamno artikulisanih elemenata (13, 14, 16, 18) robota koji spajaju navedenu strukturu osnove (12) i navedeni zglob (20) ruke robota, - gde se navedeni zglob (20) ruke robota završava prirubnicom (F) radi spajanja glave (100) za električno tačkasto zavarivanje, koja zahteva napajanje i/ili dopremanje fluida, -gde kroz navedeni niz uzajamno artikulisanih elemenata (12, 13, 14, 16, 18) robota i kroz navedeni zglob (20) ruke robota postoji definisan kontmualni unutrašnji prolaz kroz koji su prihvaćeni jedan ili više kablova i/ili cevi za navedeno napajanje i/ili navedeno dopremanje fluida do alata (100), naznačen time,što navedeni robot sadrži glavu za zavarivanje prema Zahtevu 1,i timešto se navedeni kablovi i/ili cevi (C) nastavljaju bez prekida u oblasti prolaza (Fl) formiranoj kroz navedenu prirubnicu (F) gore do navedene glave (100) za zavarivanje, pri čemu su navedeni kablovi i/ili cevi izvedeni u potpunosti unutar robota i unutar glave za zavarivanje, bez potrebe za polaganjem zasebnih kablova ili cevi glave (100) koji bi bili povezani sa kablovima i cevima robota u oblasti navedene prirubnice (F).