Программирующее устройство для манипулятора

 

Сущность изобретения: для программирования движений по координатным осям служат измерительные системы, расположенные на расстоянии друг от друга вдоль оси 4. Измерительные системы смещены на 90° вокруг этой оси, их конструкции идентичны . При относительных движениях средней части 1 и гильзы 3 смещаются каретки 11 измерительных систем 5 и 6 в том же направлении, а при вращательных движениях левая и правая каретки 11 смещаются в противоположных направлениях. 10 з.п. ф-лы. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 25 J 9/00, 3/04, 13/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4614166/08 (22) 29.05.89 (46) 07.05.93. Бюл. hk 17 (31) 88109325.6 (32) 11.06.88 (33) 0Е (71) Бломберг Роботертехник ГмбХ (OE) (72) Ханс Рихтер (ОЕ) (56) Патент Швейцарии М 639310, кл. В 25 J

9/00, опублик. 1983, (54) ПРОГРАММИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ МАНИПУЛЯТОРА.Ы2» 1814610 АЗ (57) Сущность изобретения: для программирования движений по координатным осям служат измерительные системы, расположенные на расстоянии друг от друга вдоль оси 4. Измерительные системы смещены на о

90 вокруг этой оси, их конструкции идентичны. При относительных движениях средней части 1 и гильзы 3 смещаются каретки

11 измерительных систем 5 и 6 в том же направлении, а при вращательных движениях левая и правая каретки 11 смещаются в противоположных направлениях. lO з.п. ф-лы. 5 ил, 1814610

Изобретение касается программирующего устройства для манипулятора, Цель изобретения — повышение точности измерений для программирования перемещений в проходящем перпендикулярно продольной оси средней части устройства осевом направлении.

На фиг. 1 изображено продольное сечение программирующего устройства; на фиг.

2 — продольное сечение через программиру- "0 ющее устройство вдоль линии!Н! на фиг, 1; на фиг. 3 — сечение А-А на фиг, 2; на фиг, 4— сечение Б-Б на фиг, 2; на фиг. 5 — сечение

В-В на фиг, 2, Программирующее устройство содер- 15 жит среднюю часть 1, которая через присоединительную пластину 2 может быть неподвижно соединена с подлежащим программированию звеном манипулирующего устройства. Средняя часть 1 окружена гиль- 20 зой 3, которая имеет квадратное поперечное сечение. Средняя часть 1 содержит одну продольную ось 4.

С помощью программирующего устройства в соответствии с примером исполнения могут программироваться относительные движения между средней частью 1 и гильзой

3 в направлении осей Х, Y и Z, а также вращательные движения dx, dv u dz вокруг этих осей, причем оси Х и Y проходят под 30 прямым углом друг к другу и к оси Z, а последняя совпадает с продольной осью 4 средней части 1.

Для программирования движений в направлении оси Х для программирования 35 вращательных движений dv служат измерительные системы 5 и 6, расположенные на расстоянии друг от друга вдоль оси 4. Для программирования движений в направлении оси У и вращательных движений dx 40 служат измерительные системы 7 и 8, которые также расположены на расстоянии друг от друга вдоль оси 4. Измерительные системы 7 и 8 располагаются смещенными на 90 вокруг оси 4 относительно измерительных 45 систем 5 и 6. Измерительные системы 5 — 8 являются идентичными и их конструкция поясняется на основании фиг. 3.

Гильза 3 охватывает с зазором среднюю часть 1, На плате 9 средней части, которая 50 проходит поперечно оси 4, расположены два плеча 10 средства крепления (опоры) каретки 11„между которыми проходит вал

12. На валу 12 с воэможностью смещения укреплена каретка 11. В гильзу 3 во взаимно 55 противолежащие стенки ввинчены вставки

13, несущие по одному штифту 14, которые проходят в направлении продольной оси 4, Концы штифтов 14 содержат плоскопараллельные поверхности, между которыми по возможности беэ зазора расположен шарик

15 каретки 11, Поскольку абсолютного отсутствия люфта достичь невозможно, на валу 12 располагается цилиндрическая пружина 16, которая опирается с одной стороны о каретку 11, а с другой стороны — на одно из плеч 10. Штифты 14 окружены спиральными пружинами 17, которые опираются с одной стороны на гильзу 3, а с другой стороны — на плечо 10. В случае приложения усилия к гильзе 3 в направлении оси Y или против этого направления осуществляется линейное смещение каретки 11 по штифтам

14, На части 1 расположен чувствительный элемент (не показан) для измерения пути, который измеряет относительное движение между кареткой 11 и платой 9, а затем преобразует его в электрические сигналы.

Плечи 10 средства крепления каретки

11 содержат отверстия, через которые проходят штифты 14. Поскольку вставки 13 могут вывинчиваться, то существует возможность замены цилиндрических пружин 17 пружинами с более крутой или более пологой характеристикой.

При относительных движениях между средней частью 1 и гильзой 3 в направлении оси X каретки 11 измерительных систем 5 и

6 смещаются в том же направлении. При вращательных движениях dv вокруг оси Y левая и правая каретки 11 смещаются в противоположных направлениях. То же справедливо и в отношении кареток 11 измерительных систем 7 и 8 при их линейном движении в направлении оси Y или при вращательном движении dx вокруг оси Х;

Движения всех кареток 11 распознаются с помощью чувствительных элементов для измерения пути, Между измерительными системами 7 и

8 располагается следующая измерительная система 18, которая служит для распознавания относительных движений между гильзой 3 и средней частью 1 в направлении оси

7. Эта измерительная система 18 имеет вилку 19, которая укреплена на гильзе 3. Эта вилка простирается во внутрь до продольной оси 4. Вилка 19 содержит шарик 20 каретки

21, которая укреплена на проходящем параллельно продольной оси 4 валу 22, проходящем между соседними платами 9. При относительном движении средней части 1 и гильзы 3 в направлении оси Z или против этого направления осуществляется линейное смещение каретки 21. На пластине 23 системы 18 также располагается чувствительный элемент для измерения пути (не показан), который распознает движения каретки 21 относительно этой пластины.

1814610

Опоры кареток выполнены U-образны- ду средней частью и гильзой пружины, э ми и содержат плоское среднее плечо, по также чувствительные элементы для измекоторому скользит одна плоская сторонй ка- рения относительных движений, о т л и ч эретки 11, за счет чего каретки укреплены на ю щ е е с я тем, что, с целью повышения валах 12 с защитой их от проворачивания. 5 точности измеренийдля программирования

Это действительно также и в отношении перемещений в проходящем перпендикуплоской стороны каретки 21 на пластине23, лярно продольной оси средней части осеВ нормальном положении, когда на вом направлении, оно снабжено гильзу 3 не оказывается никаких усилий. все соединенной с гильзой кареткой, имеющей шарики 15 и 20 лежат на продольной оси 4. 10 возможность смещения в этом осевом наС целью распознавания вращательных правлении на средней части, а пружины, движений dz вокруг оси 2 предусмотрена установленныемеждугильзойисреднейчаследующая измерительная система 24, Эта стью, выполнены цилиндрическими и расизмерительная система содержит располо- положены по обе стороны от каретки для женное по оси 4 карданное кольцо 25, кото- 15 осуществления измерения относительного рое крепится с помощью двух первых движения между кареткой и средней часкрепежных штифтов 26, укрепленных нэ тью, причем на гильзе радиально располодвух диаметрально противоположных стен- жены два дополнительно введенных ках гильзы 3. Эти крепежные штифты 26 штифта, междуконцами которых без зазора проходят соосно друг другу. Карданное 20 расположена средняя часть каретки. выполкольцо 25, закрепленное с помощью кре- ненная в виде шарика. пежных штифтов 26, имеет возможность 2. Устройство по и, 1, о тл и ч а ю щ е есмещения, Два следующих крепежных с я тем, что оно снабжено средством крепштифта 27 укреплены нэ средней части 28 и ления каретки и радиально расположенной проходят под прямым углом к крепежным 25 между ним и кареткой пружиной. штифтам 26. Крепежные штифты 27 также 3. Устройство по пп, 1 и2, отл и ч а юпроходят через карданное кольцо 25, кото- щ е е с я тем, что цилиндрические пружины рое может смещаться вдоль этих штифтов. расположены вокруг штифтов и контактируСредняя часть 28 крепится с помощью кре- . ют с одной стороны с плечами средства пежной цапфы 29 средней части 1, может 30 крепления каретки и с другой стороны — с вращаться вокруг этой крепе>кной цапфы 29 отделяемыми от гильзы дополнительно ввеи смещаться вдоль нее, Крепежная цапфа 29 денными вставками. расположена по оси 4. 4. Устройство по пп, 1-3, о т л и ч а юСредняя часть 28 содержит кронштейн щ е е с я тем, что, с целью обеспечения

30, который проходит вне продольной оси 4. 35 программирования в двух осевых направлеМежду этим кронштейном 30 и средней ча- ниях, проходящих перпендикулярно друг стью 1 расположены две цилиндрические другу и перпендикулярно продольной оси, а пружины 31, которые могут заменяться че- также для программирования вращательрез вставки 32 и 33, имеющиеся на средней ных движений вокруг этого осевого нэправчасти 1 или на гильзе 3, 40 ления, в него введены две первые, линейно

Вследствие наличия карданного коль- смещаемые в одном осевом направлении, и ца, которое может смещаться относительно две вторые, линейно смещаемые в другом крепежных штифтов 26 и 27, нэ среднюю осевом направлении каретки, которые расчасть28непереносятсяотносительныедви- положены на расстоянии друг от друга жения между средней частью 1 и гильзой 3 45 вдоль продольной оси, и соответствующие по осям Х и Y и вращательные движения им цилиндрические пружины. вокруг этих осей, Однако передаются вра- 5. Устройство по пп, 1-4, о т л и ч э ющательные движения dz вокруг оси Z, кото- щ е е с я тем, что, с целью обеспечения рые воздействуют применительно к программирования направленного по провращэтельному движению кронштейна 30 50 дольной оси перемещения, с гильзой соедивокруг оси 4, которые распознаются распо- нена дополнительно введенная третья ложенным там на средней части 1 чувстви- каретка, которая закреплена на средней частельным элементом для измерения пути., ти с возможностью ее смещения по продольФ о р м у л а и з о б р е т е н и я ной оси, а гильза содержит направленную по

1. Программирующее устройство для 55 этой продольной оси вилку, которая охватыманипулятора, содержащее среднюю часть, вает шарик третьей каретки, для осуществлекоторая жестко соединена с одним звеном ния измерения относите lbHofo движения манипулятора, движения которого должны между третьей кареткой и средней частью. быть запрограммированы, окружающую эту 6. Устройство по пп. 1-5. о т л и ч э юсреднюючастьгильзу, рэсположенныемеж- щ е е с я тем, что. с целью обеспечения

1814610 программирования вращательного движения вокруг продольной оси, в нем между гильзой и средней частью расположено карданное сочленение, которое имеет степени свободы в осевых направлениях, проходящих перпендикулярно относительно друг друга и перпендикулярно к продольной оси, и степени свободы в направлении вращения вокруг этих осевых направлений, 7, Устройство по и. 6, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что карданное сочленение содержит кольцо, которое закреплено по продольной оси и двумя диаметрально противолежащими первыми крепежными штифтами связано с гильзой, причем кольцо через два вторых крепежных штифта, проходящих под прямым углом к первым двум крепежным штифтам, связано со средней частью карданного сочленения с возможностью ее вращения вокруг продольной оси, кроме того, кольцо установлено с возможностью смещения относительно крепежных штифтов для осуществления измерений вращательного движения средней части карданного сочленения относительно средней части устройства.

5 8.Устройствоrioп,7. отличающеес я тем, что средняя часть карданного сочленения имеет кронштейн и между ней и средней частью устройства расположены две цилиндрические пружины, а кронштейн рас10 положен вне продольной оси.

9, Устройство по пп, 1-4, о т л и ч а ющ е е с я тем, что концы штифтов, контактирующие с шариком каретки, выполнены в виде параллельных плоских поверхностей.

15 10. УстройсТво по пп. 1-9, о т л и ч а ющ е е с я тем, что гильза имеет квадратное поперечное сечение.

11. Устройство по пп. 1-10, о т л и ч а ющ е е с я тем, что шарики кареток в нормаль20 ном положении гильзы расположены относительно средней части на продольной оси, 18.1 4610

Х-б

Составитель С.Новик

Техред М.Моргентал

Редактор Л.Волкова

Корректор И.Шулла

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1839 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская нзб.. 4/5