Промышленный робот

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУ БЛИН АЗ 938 4 В 25 1 5/04, 9/ ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГННТ СССР ОМИТЕТОТНРЫТИЯМ ВСЕСОЮЗНАЯРАТЕКТКО- ТЕХКИЧЕСН БЯБЛИОТЕНА ПИСАНИ БРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТ 13 ер и Карл Людв(71) Кука Швейсанлаген ун роботерГМБХ (РЕ)(72) Эрнст Цимм игБиндер (РЕ)(57) Изобретение относится к станкостроению, в частности к промышленным роботам для различных целевых применений. Цель изобретения - улучшение динамических характеристик путем распределения масс приводов относительно оси балансировки. Привключении двигателей 12 и 14 траверсы 7 или стрелы 10 соответственнопроисходит обкатывание зубчатых колес ведомых звеньев 33 и 34 по зубчатым колесам 31 или 32, При этомпроисходит качание траверсы 7 относительно стойки 1 или стрелы 10относительно траверсы 7. Так какдвигатели 12 и 14 расположены натраверсе 7 с противоположных сторонотносительно стрелы 10, то происходит балансировка элементов конструкции = траверсы, стрелы, руки.1 О з.п. ф.-лы, 6 ил.Иэобретение относится к станкостроению, в частности к промышленным роботам для различных целевыхприменений,Цель изобретения - улучшение динамических характеристик за счетраспределения масс приводов относительно оси балансировки.На фиг.1 изображен промьппленныйробот с траверсой и стрелой, качающимися относительно горизонтальныхосей, вид сбоку; на фиг,2 - то же,с траверсой и стрелой, качающимися,относительно вертикальных осей,вид сбоку; на фиг.З - разрез А-А нафиг,1; на.фиг.4 - то же, другоеисполнение; на фиг.5 - внд сбоку,стрела; на фиг.6 - то же, верти-.кальный разрез.Промьппленный робот содержит стойку 1, которая выполнена в виде вертикальной колонны, имеющей воэможность поворачиваться относительновертикальной геометрической оси 2 внижней части 3, Стойка 1 приводитсядвигателем 4, Для привода колонныпредусмотрен многоступенчатый редуктор (фиг.11, который имеет промежуточный вал 5 и датчик 6 перемещения.Последний выдает управляющие импульсы на,привод качания,На верхнем кочце колонны качаетсятраверса 7 относительно горизонтальной геометрической,оси 8 фиг.1),На траверсе 7 через ось 9 качанияукреплена стрела 10, которая насвободном конце несет руку 11, спомощью которой с применением однойили 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 ка" чания. 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 кон" структора, различные нагрузки стре 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 лой могут быть скомпенсированы дополнительными. грузами,Кроме того, между приводными двигателями 12 и 14 и соответствующимиосями 8 и 9 всегда предусмотреныпромежуточные валы 15 и 16, .черезкоторые может проходить двухступенчатый редуктор,Траверса 7 и стрела 1 О могут качаться относительно вертикальной оси(фиг.2), Расположение осей определяется специальной, поставленной передпромышленным роботом задачей,На фиг;2 стойка 1.выполнена в виде подъемной колонны, йричем двигатель 4 через редуктор приводит хо. -довой винт (не показан), которыйпростирается вдоль оси 2. Посредством вращения ходового винта маточнаягайка (не показана) в на которой .качается траверса 7, поднимается илиопускается,Стойка 1 может быть выполненаодноосной или многоосной, подвижнойили качающейся, в виде ползуна наполу, в виде портала и т,п, Стойка ,может быть неподвижной и, например,состоять из стенки. Подобным образом/различноможет быть оформлена стрела10 и может нести различные инструменты и другие стрелы, Промьппленныйробот годится для самых различныхприменений и может иметь любое количество осей. Показанные формы исполнения выполнены в легких конструк-.циях и особенно пригодны в качествесборочных и легких сварочных роботов.Для работы с более тяжелыми грузамидолжны применяться соответственноприспособленные более тяжелые формыисполнения.Кожух (корпус 13) плотно прилегает в месте качания посредством.подшипника 17 к стойке 1 (фиг.З) Стрела 10 также плотно прилегает в местекачания посредством подшипника 18 ктраверсе 7. Из этого следует, чтоплоскость качания стрелы 10 смещенав сторону относительно плоскости качания траверсы 7 и приводные двигатели 12 и 14 могут сидеть на. фланцахс противоположной подшипникам 17 и18 стороны траверсы 7. За этот счетобразуется свободное место для качания стрелы 10, причем приводные дви-.гатели 19 - 21 могут быть расположены веерообраэно в плоскости качаниястрелы 10 (фиг,5 и 6).Внутри кожуха (корпуса 13) траверсы 7 (фиг,З) полностью размещаютсяприводы 22 и 23 качания для качаниятраверсы 7 и стрелы 10 соответствен 5но, Приводы качания выполнены одинаково и каждый состоит из приводногодвигателя 12 или 14, а также из двухступенчатого редуктора с передачами24, 25 и 26, 27 соответственно. Каждая первая ступень редуктора выполнена в виде. зубчато-ременной передачи24 или 26, через которые приводныедвигатели 12 и 14 приводят промежуточные шестерни 28 и 29, насаженные 15на промежуточные валы 15 и .16, На промежуточных валах 15 и 16 расположены датчики 30 перемещения со стороныразмещения двигателя траверсы 7.Датчики 30 известным образом выдают 20импульсы управления на приводныедвигатели 12 и 14,Вторая ступень каждого редукторавыполнена также в виде зубчато-ремен"ной передачи 25 и 27, которая ведущим зубчатым колесом 31 или 32воздействует на ведомое звено 33 или34, выполненное в виде ведомой шестерни. Ведомые звенья 33 и 34 вращаются в корпусе 13 траверсы и вы-30ступают с противоположной двигателям 12 и 14 стороны из этого корпуса,Каждое ведомое звено ЗЗ или 34 снаружи имеет фланец 35 с центровкойЗб, через котррые они жестко соединяются со стойкой 1 или в общем случае со станиной и стрелой 10, вчастности, на винтах. К винтовым соединениям имеется доступ через стойку1 или стрелу 10. 40 Стойка колонна) 1 в соответствиис собственными степенями свободы может быть .относительно или абсолютнонеподвижной. Жесткое соединение между ведомым эвеном 33 и стойкой 1делает также и ведомое звено 33 относительно или абсолютно неподвижным. В результате получается, чтозубчато-ременная передача 25 обка 50тывает неподвижное ведомое звено 33,при этом траверса. 7 качается вокруг .ведомого звена 33, а также относительно геометрической оси 8. Плотноерасположение подшипника 17 траверсы7 относительно стойки 1 обеспечивается расположением подшипника ведомого звена 33 в корпусе 13 траверсы,Стрела 10 относительно траверсы7 свободна для движения, За счетжесткого при вращении соединения между ведомым звеном 33 и стрелой 10последняя поворачивается приводом23 качания, Приводы 22 и 23 качанияодинаковы по конструкции, но кинематически действуют в противоположныестороны,Натяжение ремней в зубчато-ременных передачах 24 и 27 решается засчет того, что двигатели 12 или 14в корпусе 13. траверсы 7 могут сдвигаться. Зтим, однако, не натягиваютсяремни передач 25 и 27 вторых ступеней редуктора. Чтобы осуществитьэто предусмотрены эксцентриковыечасти 37 корпуса, в которых размещены подшипники эубчатьгх колес 31 и 32.С помощью ре 1 улировки их эксцентричности можно осуществлять натяжениезубчатых ремней второй ступени редуктора - передач 25 и 27, Так какпри этом также меняется положениепромежуточных валов 15 или 16, толишь после этого производится регу-,лировка натяжения зубчатых ремнейпередач каждой первой ступени редуктора,посредством перестановкисоответствующих приводных двигателей12 и 14.Вторая ступень редуктора для приводов 22 и 23 качания траверсы 7 истрелы 10 может быть образована редуктором, имеющим пару прямозубыхзубчатых колес (фиг.4) . Предусмотрены два раздельных малых зубчатыхколеса 38 и 39, которые с помощьюпружины 40 кручения натянуты друготносительно друга. Пружина 40 кручения одновременно выполняет задачукрепления промежуточных зубчатых колес 41 или 42, входящих в передачи24 и 26. Зубчатые колеса 38 и 39действуют в противоположном направ"ленки на ведомые ими шестерни, которые жестко (по вращению) соединенысо стойкой 1 или со стрелой 10Следовательно, в приводе 22 качаниязубчатые колеса 38 и 39 обкатываютзубья шестерни ведомого звена 33 иза счет реакции вызывают поворот траверсы 7,Стрела 10 близко прилегает к подшипнику траверсы 7 и имеет руку 11,отличающуюся наличием одной, двухили трех осей, которые требуетсяприводить в движение (фиг.З ).25 Формула изобретения 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 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, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения динамических характеристик за счет распределения масс приводов относительно оси балансировки, привод качания50 траверсы расположен на этой траверсе, а ведомое звено этого привода имеет возможность вращения относительно оси качания траверсы, расположенов дополнительно введенном подшипнике траверсы и;:естко соединено со стойкой. 2, Промьпиленный робот по п,1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что 5 147193Приводные двигатели 19 - 21 для этих осей расположены непосредственно на стреле 10 веерообраэно так, что их приводные оси расположены в плоскости качания этой стрелы (фиг.55 и б), благодаря чему приводные двигатели 19 - 21 при качании стрелы 10 не сталкиваются с траверсой 7 или стойкой 1 и т,п, 10Рука 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 4 б - 48 подходят к приводным двигателям 19 21 через штекерные соединения 49 в 2 п 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 образуютсоосное устройство 53.Движущаяся рука 11 может двигать ся в большем, чем ранее, диапазоне. приводы качания траверсы и стрелыразмещены в корпусе траверсы, а ихвыходные звенья выступают наружу.3, Промышленный робот по пп,1 и2, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что выходные звенья приводов качаниятраверсы и стрелы выполнены каждое ввиде шестерни с фланцем, имеющимцентровое отверстие, и соединенысоответственно со стойкой и стрелойпосредством винтов.4, Промышленный робот по пп.1-3,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтоприводы качания траверсы и стрелыимеют каждый по меньшей мере по двухступенчатой передаче, причем поменьшей мере первая ступень выполнена в виде зубчато-ременной передачи.5, Промышленный робот по п.1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтопередачи выполнены в виде двухступенчатых зубчато-ременных передач исоответствующие ступени обеих передач последовательно расположены водной плоскости, причем каждая передача снабжена промежуточным валом,б. Промышленный робот по п.5,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтона промежуточных валах рааположеныдополнительно введенные датчикиперемещения, предназначенные дляуправления приводами качания траверсыи стрелы.7. Промышленный робот по п.4о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтокаждая вторая ступень передач выполнена в виде шестеренчатой передачии снабжена устройством для компенсации люфта в зубчатом зацеплении сразделенными и напряженными друготносительно друга на скручиваниемалыми шестернями,8, Промышленный робот по пп,1-7,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтовыходные звенья приводов качаниятраверсы и стрелы выполнены полыми,9. Промышленный робот по п.1,о.т л и ч а ю щ и й с я тем, чтотраверса консольно прикреплена кстойке, а стрела - к траверсе.10, Промы 1 иленный робот по и 9,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтоместа крепления стойки и стрелы расположены на одной стороне траверсы,а приводных двигателей - на противоположной стороне траверсы,11, Промьпиленный робот по пп,1-.10, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 1471938что стрела снабжена веерообразноустановленными приводными двигателями для привода расположенных по стреле дополнительных осей, причем эти оси расположены в плоскости качания стрелы.1471938 го го витель С.Новик ред Л.Сердюк актор Н,Тупи КорректорС.Шекмар 113035, Москва, Кисное СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 1 ОЗаказ 1622/58 Тираж 778 ПВНИИПИ Государственного комитета по и зобретениям и открРаушская наб., д иям при