CZ201299A3

CZ201299A3 - Zpusob nastavení polohy manipulacních ramen na nosném rámu a manipulacní ramena

Info

Publication number: CZ201299A3
Application number: CZ20120099A
Authority: CZ
Inventors: Valásek@Michael; Smrz@Martin; Svatos@Petr; Kukula@Pavel; Kaspárková@Tereza; Ruzicka@Milan; Uher@Ondrej
Original assignee: CVUT v Praze, Fakulta strojní
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2012-02-13
Publication date: 2013-08-21
Also published as: EP2841238A2; JP6258225B2; US9358646B2; US20150020365A1; CZ306033B6; WO2013120462A2; WO2013120462A3; JP2015510456A

Abstract

Vynález se týká zpusobu nastavení polohy manipulacních ramen na nosném rámu a provedení manipulacních ramen opatrených nástroji (11) pro uchycení technologických nebo merících prostredku a ulozených na nosném rámu (1), kde jednotlivá manipulacní ramena se odblokují pro jejich premístení ve svém ulození a/nebo ve svých vzájemne pohyblivých cástech, premístí se do nové pozadované polohy, pri které se zablokují ve svém ulození a/nebo ve svých vzájemne pohyblivých cástech. Manipulacní rameno je pohyblive ulozeno na nosném rámu (1) a sestává z více vzájemne pohyblivých cástí, pricemz je opatreno blokovacími prvky pro zablokování a odblokování pohybu manipulacního ramene v jeho ulození a pohybu jeho vzájemne pohyblivých cástí. Blokovací prvky jsou propojeny se zdrojem (7) pneumatické nebo hydraulické nebo elektrické energie.

Description

Způsob nastavení polohy manipulačních ramen na nosném rámu a manipulační ramena

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu nastavení polohy manipulačních ramen na nosném rámu a uspořádání manipulačních ramen opatřených nástroji pro uchycení technologických nebo měřících prostředků a uložených na nosném rámu.

Dosavadní stav techniky

Při výrobě karosérií automobilů se používají rámy s mnoha přísavkami upevněnými v síti bodů na rámu. Rámem manipuluje robot. Přísavkami je přisátím připevněn plech k rámu v mnoha bodech v počtu řádově desítek a je robotem vložen do lisu. Vylisovaný plech je opět přisátím připevněn k rámu v mnoha bodech a je robotem vyjmut z lisu. Problém je přestavování přísavek nebo jiných akčních orgánů na rámu při přechodu lisování jedné součásti na jinou součást. Opatřit rám tolika aktuátory a čidly, kolik je přísavek nebo jiných akčních orgánů, by bylo velmi nákladné. Druhým problémem by byla skutečnost, že aktuátory by pravděpodobné obsahovaly kovové komponenty a je snaha rám s přísavkami nebo jinými akčními orgány vyrobit z nekovových, snadno deformovatelných materiálů. Důvodem je, že občas dojde k selhání robota a lis s plechem slisuje i rám. Kdyby rám obsahoval kovové komponenty, došlo by k poškození zápustky lisu s velkou škodou. Když je rám z nekovových, snadno deformovatelných materiálu, nedojde k poškození zápustky lisu a škoda je daleko menší. Příkladem nekovových materiálů jsou například kompozity z uhlíkových vláken. Protože takové zařízení rámu s mnoha aktuátory a čidly by bylo příliš drahé a složité, přestavují se rámy ručně a to vyžaduje mít sklad takových rámů.

Podobný rám může obsahovat jiné mechanismy pro manipulaci, pro měření a/nebo obrábění nebo tváření.

Nevýhodou těchto rámů je jednak jejich cena a složitost při větším počtu aktuátorů a čidel a obtížnost výroby jednotlivých prvků na rámu nebo naopak požadovaná ruční práce.

Cílem tohoto vynálezu je zjednodušení přestavování polohy přísavek, resp. nástrojů pro uchycení technologických nebo měřících prostředků a uložených na nosném rámu a konstrukce manipulačních ramen pro nesení těchto přísavek, resp. nástrojů, převážně z nekovových, snadno deformovatelných materiálů.

Podstata vynálezu

Podstata způsobu nastavení polohy manipulačních ramen opatřených nástroji pro uchycení technologických nebo měřících prostředků a uložených na nosném rámu podle tohoto vynálezu spočívá v tom, že jednotlivá manipulační ramena se odblokují pro jejich přemístění ve svém uložení a/nebo ve svých vzájemně pohyblivých částech, přemístí se do nové požadované polohy, při které se zablokují ve svém uložení a/nebo ve svých vzájemně pohyblivých částech.

Manipulační ramena se odblokují propojením blokovacích prvků posuvu a blokovacích prvků rotace v uložení manipulačních ramen a/nebo mezi jejich vzájemně pohyblivými částmi se zdrojem pneumatické nebo hydraulické nebo elektrické energie a odblokují odpojením od zdroje pneumatické nebo hydraulické nebo elektrické energie. Přemístění manipulačních ramen do požadované polohy se provádí prostřednictvím robotu nebo jejich zachycením v přípravku a přemístěním nosného rámu robotem.

Před přemístěním manipulačních ramen do požadované polohy je nosný rám upevněn do přípravku, pro stanovení jeho polohy vůči robotu. Poloha manipulačních ramen je měřena polohou chapadla robota, který přemístění přemístitelných ramen provede s možností využití snímání polohy světelných bodů na manipulačním rameni nebo chapadle robota přemísťujícího manipulační ramena pomocí digitálních fotoaparátů nebo kamer.

Podstata manipulačních ramen opatřených nástroji pro uchycení technologických nebo měřících prostředků a uložené na nosném rámu podle tohoto vynálezu spočívá v tom, že manipulační rameno je pohyblivě uloženo na nosném rámu a sestává z více vzájemně pohyblivých částí, přičemž je opatřeno blokovacími prvky pro zablokování a odblokování pohybu manipulačního ramene v jeho uložení a pohybu jeho vzájemně pohyblivých částí. Blokovací prvky jsou propojeny se zdrojem pneumatické nebo hydraulické nebo elektrické energie.

Manipulační rameno je uloženo v posuvném vedení nosného rámu a opatřeno alespoň jedním rotačním kloubem spojeným s držákem nástroje, přičemž posuvné vedení je opatřeno blokovacím prvkem posuvu a rotační kloub je opatřen blokovacím prvkem rotace.

Manipulační rameno je v rámci vynálezu možné vytvořit s variabilním uspořádáním posuvů a rotačních kloubů, jak je patrné z následného popisu a nároků, rovněž tak je možné vytvoření manipulačního ramene pomocí závěsných ramen opatřených blokovacími prvky posuvu a/nebo rotace či natáčení a jedné nebo více přídavných platforem pro uchycení nástroje. Spojení závěsných ramen s nosným rámem nebo platformou je výhodné prostřednictvím sférických kloubů.

Přehled obrázků na výkrese

Na přiložených obrázcích jsou znázorněna schematicky manipulační ramena na nosném rámu a jejich alternativní provedení, kde obr. 1 znázorňuje základní provedení manipulačního ramene na nosném rámu, obr.2 uspořádání manipulačního ramene z obr. 1, obr.3 nosný rám z obr. 1 s robotem spojeným s držákem nástroje a s vyznačením polohovacího přípravku, obr.4 manipulační rameno s přístroji pro sledování polohy manipulačního ramene obr.5 provedení podle obr.4 s robotem, obr.6 nosný rám spojený s robotem a polohovací přípravek spojeným s manipulačním ramenem, obr.7 alternativní uložení manipulačního ramene, obr.8 další alternativní provedení manipulačního ramene, obr.9 konstrukční provedení manipulačního ramene obr. 10 další alternativní provedení manipulačního ramene, obr. 1 1 další alternativní provedení manipulačního ramene a obr. 12 až obr.23 další alternativní provedení manipulačního ramene prostřednictvím paralelních kinematických struktur.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je schematicky znázorněn nosný rám l, v jehož posuvných vedeních 3 jsou vedena manipulační ramena opatřená držáky 2 nástrojů 1 1, představovaných např. přísavkami nebo měřicími sondami nebo chapadly nebo obráběcími nástroji nebo svařovacími hlavicemi. Manipulační rameno je opatřeno dále rotačním kloubem 4, takže jeho přestavení do jiné polohy je možné jednak posuvem v posuvném vedení 3. a otočením kolem osy rotačního kloubu 4, která je u tohoto provedení kolmá na posuvné vedení 3.

Na obr. 2 je znázorněno samotné manipulační rameno se znázorněním blokovacího prvku 5 posuvu a blokovacího prvku 6 rotace, které jsou uspořádány na manipulačním rameni. Oba blokovací prvky 5 a 6 jsou propojeny se zdrojem 7 energie. Připojením blokovacích prvků 5 a 6 ke zdroji 7 energie dochází k jejich odblokování a manipulační rameno je možné přesunout v posuvném vedení 3 a natočit kolem osy rotačního kloubu 4. Odpojením blokovacích prvků 5 a 6 od zdroje 7 energie je pohyb manipulačního ramene zablokován a manipulační rameno zůstává v nastavené poloze. Zdroj 7 energie je možné použít jako zdroj energie pneumatické nebo hydraulické nebo elektrické.

Na obr. 3 je znázorněn nosný rám 1 s manipulačními rameny opatřenými nástroji 11, kde je nosný rám 1 umístěn v polohovacím přípravku 8 a manipulační ramena jsou přemisťována chapadlem 10 robota 9 do požadované polohy. Poloha manipulačního ramene vůči rámu 1 je určována z polohy chapadla 10 robota 9.

Na obr. 4 je patrné uspořádání světelných bodů ±2, resp. zdrojů, na manipulačním rameni. Světelné body 12 jsou snímány digitálními fotoaparáty nebo kamerami Γ3 připevněnými na nosný rám 1. Světelné body 1 2 jsou alespoň čtyři a digitální fotoaparáty nebo kamery 1 3 jsou alespoň dva a je tak možné jejich prostřednictvím určovat polohu manipulačního ramene.

Na obr. 5 je patrné uspořádání podle obr.4, kde je vyznačeno zachycení manipulačního ramene chapadlem 10 robota 9, který je připevněn na nosný rám 1, přičemž světelné body 1 2 jsou uspořádány na chapadle 1 O robota 9 pro snímání digitálními fotoaparáty nebo kamerami 1 3 k určení polohy manipulačního ramene.

Na obr. 6 je na rozdíl od uspořádání podle obr.3 znázorněn nosný rám 1, který je upevnen v chapadle 1 O robota 9. Manipulační rameno je upevněno v polohovacím přípravku 8. Robot 9 chapadlem 10 pohybuje nosným rámem 1 tak, že manipulační rameno s nástrojem 1 1 se přemísťuje na rámu 1 do požadované polohy. Poloha manipulačního ramene je určována z polohy chapadla 10 robota 9. Alternativně může být manipulační rameno vybaveno světelnými body 12 snímanými digitálními fotoaparáty nebo kamerami 1 3 a z nich je pak určována poloha manipulačního ramene vůči nosnému rámu 1.

ŤNa obr. 7 je manipulační rameno uloženo v posuvném vedení 3. na nosném rámu 1 a opatřeno blokovacím prvkem 5 posuvného vedení 3 a současně je uloženo na rotačním kloubu 4 s integrovaným posuvným vedením 3a. Posuv a natáčení rotačního kloubu 4 je blokován nebo odblokován blokovacím prvkem 6 rotace a blokovacím prvkem 5a posuvu. Na rozdíl od předešlých provedení má manipulační rameno tři stupně volnosti vůči nosnému rámu 1, dané dvěma posuvy a jednou rotací. Šipky na tomto a následujících obrázcích znázorňují pohyblivost manipulačního ramene v posuvném vedení 3 a 3a a v rotačním kloubu 4.

Na obr. 8 je znázorněn příklad provedení obdobný provedení na obr.7 s alternativním provedením posuvného vedení 3.. Rovněž zde má manipulační rameno tři stupně volnosti vůči nosnému rámu 1Na obr. 9 je zobrazen příklad konstrukčního provedení manipulačního ramene z obr. 8.

Na obr. 10 je znázorněn příklad provedení manipulačního ramene z obr. 8, kde ale posuvné vedení 3a a rotační kloub 4 jsou odděleny a obdobně posuvné vedení 3a je opatřeno samostatným blokovacím prvkem 5a posuvu a samostatným blokovacím prvkem 6 rotace. Manipulační rameno má rovněž zde 3 stupně volnosti vůči nosnému rámu 1U provedení na obr. 1 1 je manipulační rameno uloženo ve dvou posuvných vedeních 3 a 3a. Posuvné vedení 3 je v nosném rámu j_. Dále je manipulační rameno opatřeno dvěma rotačními klouby 4 a 4a tak, že posuvné vedení 3 i posuvné vedení 3a jsou integrována s rotačním kloubem 4 a s rotačním kloubem 4a. Manipulační rameno má tak čtyři stupně volnosti vůči nosnému rámu 1.

Na obr. 12 je znázorněno manipulační rameno spojené s nosným rámem 1 prostřednictvím paralelní kinematické struktury typu Hexapod. Manipulační rameno zahrnující platformu 1 5 je spojeno s nosným rámem šesti závěsnými rameny 17 opatřenými posuvnými vedeními 3, přičemž každé závěsné rameno 17 je opatřeno blokovacím prvkem 5 posuvu. Závěsná ramena 1 7 jsou spojena s platformou 1 5 manipulačního ramene pomocí sférických kloubů 14 a s nosným rámem 1 pomocí sférických kloubů 16. Manipulační rameno má u tohoto provedení šest stupňů volnosti vůči nosnému rámu 1. Na obr. 12 je použito šest závěsných ramen 1 7. Je však možné použít více závěsných ramen 1 7, aniž se zvětší počet stupňů volnosti nástroje H vůči nosnému rámu 1. Závěsných ramen 17 může být sedm, osm (struktura typu Octapod) nebo více. Pro jednoznačnou polohu nástroje 1 1 závěsných ramen 1 7 musí být šest. Větší počet závěsných ramen 1 7 ramen vede k vyšší tuhosti nástroje ΐ 1.

Na obr. 13 je znázorněno další alternativní provedení manipulačního ramene, kde jeho platforma 15, nesoucí nástroj 1 1, je spojena s nosným rámem X prostřednictvím tří dvojic závěsných ramen 17 spojených jednak prostřednictvím sférických kloubů 1 6 s posuvnými vedeními 3, opatřenými blokovacím prvkem 5 posuvu, na nosném rámu X a jednak prostřednictvím sférických kloubů 14 s platformou 1 5 nesoucí nástroj 1 1. Manipulační rameno má u tohoto provedení tři stupně volnosti vůči nosnému rámu XNa obr. 14 je pak znázorněno provedení manipulačního ramene se dvěma vzájemně pevně spojenými platformami 1 5, kde každá z těchto platforem 1 5 je spojena se dvěma dvojicemi závěsných ramen 1 7 s posuvnými vedeními 3 na nosném rámu X prostřednictvím sférických kloubů 14. Závěsná ramena jsou spojená s posuvnými vedeními 3 prostřednictvím sférických kloubů 16. Každé posuvné vedení 3 je opatřeno blokovacím prvkem 5 posuvu. Manipulační rameno má u tohoto provedení tři stupně volnosti vůči nosnému rámu X. Vyšší počet závěsných ramen 1 7 u tohoto provedení oproti provedení na obr. 13 zvyšuje tuhost uchycení manipulačního ramene na rám X.

Na obr. 1 5 je znázorněno další alternativní provedení manipulačního ramene vedeného suvně v nosném rámu X, přičemž část manipulačního ramene suvně vedená v nosném rámu X je spojena prostřednictvím rotačního kloubu 4 s nástrojem XX- Natáčení manipulačního ramene v rotačním kloubu 4 je docilováno prostřednictvím dvou závěsných ramen 1 7 opatřených posuvnými vedeními 3a a blokovacími prvky 5a posuvu. Závěsná ramena jsou spojena sférickými klouby 1 8 jednak s posuvnou částí posuvného vedení 3 v nosném rámu X a jednak s otočnou částí držáku nástroje 2. Závěsná ramena X7 mohou být alternativně provedena z vláken nebo lan. Manipulační rameno má u tohoto provedení dva stupně volnosti vůči nosnému rámu XU provedení podle obr. 16 sestává manipulační rameno ze dvou závěsných ramen 1 7 spojených na svých volných koncích přes sférický kloub nebo rotační klouby s platformou 1 5 nesoucí nástroj 1 1 a na opačných koncích každé z nich se samostatným rotačním kloubem 4, které jsou uspořádány na pohyblivé části posuvného vedení 3. Závěsná ramena I 7 jsou opatřena posuvnými vedeními 3a a blokovacími prvky 5a posuvu, rovněž posuvné vedení v nosném rámu X je opatřeno blokovacími prvky posuvu a rotační klouby 4 blokovacími prvky 6 rotace. Manipulační rameno má u tohoto provedení tři stupně volnosti vůči nosnému rámu X, pokud jsou závěsná ramena 17 spojena s platformou 15 rotačními klouby, a šest stupňů volnosti vůči nosnému rámu J_, pokud jsou závěsná ramena 1 7 spojena s platformou 15 sférickými klouby. U tohoto provedení se šesti stupni volnosti a také u provedení na obr. 17 je počet stupňů volnosti, které jsou blokovány blokovacími prvky 5 posuvu nebo blokovacími prvky 6 rotace, menší než celkový počet stupňů volnosti. Nástroj 1 1 je pak vůči platformě 15 volně pohyblivý, což slouží přizpůsobení sklonu nástroje vůči objektu, na který působí. Tato pohyblivost je obvykle omezována třením ve sférických kloubech. U všech dalších provedení může být nástroj 1 1 vůči platformě 1 5 také připojen volně pohyblivým sférickým kloubem se třením, což není na obrázcích znázorněno.

Podle obr. 17 je nástroj 1 1 uložen na platformě 15 přes sférické klouby prostřednictvím tří závěsných ramen 1 7 spojených na opačných koncích přes jednotlivé sférické klouby 14 s pohyblivou částí posuvného vedení 3,. Každé ze závěsných ramen 17 je opatřeno posuvnými vedeními 3a a blokovacími prvky 5a posuvu, posuvné vedení 3 v nosném rámu X je opatřeno rovněž blokovacím prvkem 5 posuvu. Manipulační rameno má u tohoto provedení šest stupně volnosti vůči nosnému rámu 1_, z nichž tři stupně volnosti určující kartézskou polohu platformy X5 v prostoru jsou určeny polohou posuvu 3 a délkou tří závěsných ramen 1 7, které jsou vymezeny blokovacími prvky 5 a 5a posuvu, a tři stupně volnosti určující natočení nástroje 1 1 jsou volně pohyblivé, omezené jen třením.

Další alternativa manipulačního ramene je patrná na obr. 18, kde nástroj 1 1 je uložen na platformě 1 5 spojené přes sférické klouby 14 prostřednictvím závěsných ramen 1 7 a střední závěsné rameno 17a s nosným rámem X. Závěsná ramena 1 7 jsou s nosným rámem 1 spojena sférickými klouby 16, střední závěsné rameno 17a je spojeno s nosným rámem X přes rotační kloub 4 opatřený blokovacím prvkem 6 rotace.

Rotační kloub 4 středního závěsného ramene 17a může být nahrazen rovněž sférickým kloubem opatřeným blokovacím prvkem pro blokování jeho pohybu.

Střední závěsné rameno 1 7a prochází před spojením s platformou 1 5 platformou 15a, která je spojena s nosným rámem X prostřednictvím závěsných ramen 1 7b opatřených na straně platformy 1 5a sférickými klouby 14 a na straně nosného rámu X sférickými klouby 16.

Všechna závěsná ramena u tohoto provedení, jak závěsná ramena 17, tak závěsná ramena 17a jsou opatřena posuvným vedením 3 nebo 3a a blokovacím prvkem 5 nebo 5a posuvu.

Otáčení středního závěsného ramene 17a je možné docílit přes přídavnou platformu 15a uváděnou v pohyb prodlužováním nebo zkracováním délky závěsných ramen 1 7b.

Závěsná ramena 17 a 17b mohou být alternativně provedena z vláken nebo lan.

Blokovací prvek 6 rotace je možno nahradit, aniž to ovlivní požadovanou funkci manipulačního ramene, blokovacím prvkem uspořádaným v některém ze sférických kloubů 16, který zablokováním příslušného závěsného ramene zamezí pohyb manipulačního ramene.

U provedení manipulačního ramene podle tohoto provedení je dosaženo jeho šesti stupňů volnosti vůči nosnému rámu 1.

Na obr. 19 je znázorněno další možné provedení manipulačního ramene, kde poloha nástroje 1 1 upevněného k platformě 1 5 je docilována prostřednictvím sady závěsných ramen 1 7 a středním závěsným ramenem 1 7a.

Závěsná ramena 1 7 a 1 7a jsou spojena s platformou 1 5 přes sférické klouby 14 a s nosným rámem j_ přes sférické klouby 16. Každé závěsné rameno 1 7 a střední závěsné rameno 1 7a je opatřeno posuvným vedením 3 a blokovacím prvkem 5 , resp. 5a posuvu.

Závěsná ramena 1 7, mimo střední závěsné rameno 1 7a, mohou být alternativně provedena z vláken nebo lan. U tohoto provedení rotace mezi středním závěsným ramenem 17a a rámem 1 nemusí, ale může být blokována, blokace není proto ani zobrazena. Manipulační rameno má u tohoto provedení tři stupně volnosti vůči nosnému rámu £.

Vedle shora popsaných provedení manipulačního ramene jsou možná i další obecnější. Ta se skládají z mechanismu zajišťujícímu polohu platformy 1 5 v prostoru vůči rámu 1 a z mechanismu umístěnému na platformě 15 zajišťujícímu orientaci nástroje 1 1 vůči platformě 1 5 a v prostoru vůči rámu J_. Předchozí řešení mechanismy pro zajištění polohy a orientace nástroje 1 1 většinou kombinovaly. Mnohé z nich orientaci nástroje 1 1 nechaly volně pohyblivou. Důležité pro nastavení orientace nástroje 1 1 vůči rámu 1 je řešení mechanismu pro orientaci nástroje, který je umístěn na platformě 1 5. První řešení je na obr. 20, kde nástroj 1 1 je spojen s platformou 15 sférickým kloubem 1 9. jehož rotace jsou blokovány blokovacím prvkem 6.

Jiné možné řešení je na obr. 21, kde nástroj 1 1 je upevněn na pomocné platformě 15a upevněné k platformě 1 5 prostřednictvím sady závěsných ramen 17, jejichž počet je aspoň šest a není omezen. Na obr. 21 je závěsných ramen 17 sedm. Souvislost s provedením na obr. 12 je, že zde je paralelní kinematická struktura užita jen pro orientaci nástroje 1 1 a má tedy obvykle menší rozměry. Na obr. 12 je užita i pro polohování nástroje 1 1. Obr. 21 naopak ukazuje možné provedení paralelní kinematické struktury pro orientaci nástroje 1 1, případně i pro polohování, s více závěsnými rameny 1 7, než je minimální počet šest. Na obr. 21 je znázorněno sedm polohovacích ramen 1 7.

Další možné provedení mechanismu pro orientaci nástroje 1 1 je na obr. 22 prostřednictvím paralelní kinematické struktury typu HexaShere. Jde o schematické znázornění. Nástroj 1 1 je upevněn k držáku 2 nástroje 1 1, který je spojen sférickým kloubem 1 9 k platformě 1 5. S držákem 2 nástroje 1 1 je spojena pomocná platforma 1 5a. která je s platformou 1 5 spojena závěsnými rameny 17. Závěsná ramena 1 7 jsou opatřena posuvnými vedeními 3 s blokovacím prvkem 5. posuvu. Navíc i některý ze sférických kloubů může, ale nemusí být opatřen blokováním rotace blokovacím prvkem 6.

Závěsná ramena 1 7 jsou alespoň tři, výhodně šest nebo v jiném počtu.

Velmi obecné provedení mechanismu pro orientaci nástroje 1 1 je na obr. 23. Jde o schematické znázornění. Nástroj 1 1 je připevněn k pomocné platformě 1 5 a, která je s platformou 1 5 spojena skrze další pomocnou platformu 1 5b. Platformy 1 5, 1 5a a 15b jsou mezi sebou vzájemně propojeny závěsnými rameny 1 7, I 7a a 1 7b opatřenými posuvnými vedeními 1, 3a a 3b s blokovacím prvkem 5, 5a a 5b posuvu pomocí sférických kloubů 16, 14, 1 6a, 14a, 1 6b, 14b. Počet závěsných ramen 1 7, 1 7a a 1 7b může být různý. Minimální počet je takový, aby při zapnutých blokovacích prvcích byl počet stupňů volnosti nástroje 1 1 nula. Horní počet není omezen. Větší počet závěsných ramen zvýší tuhost nástroje 1 1. Blokovací zařízení mimo posuvných vedení 3, 3a a 3b mohou být umístěna také na sférických kloubech pro blokování rotace.

Zvláštní vzájemnou geometrickou polohou závěsných ramen 17, 1 7a a 1 7b, například jejich rovnoběžností, a volbou velikosti lze získat kinematické ekvivalenty jednak všech shora popsaných provedení a jednak řady dalších provedení.

Sférické klouby na popsaných provedeních mohou být provedeny různým způsobem, například jako kulový kloub nebo

Cardanův závěs. Závěsná ramena 17, 1 7a a 1 7b mohou být alternativně provedena z vláken nebo lan.

Na popsaných provedeních jsou posuvy a rotace bez pohonů. Část nebo všechny posuvy a rotace mohou být opatřeny pohony.

Zařízení je opatřeno počítačem pro kalibraci, měření, výpočty a řízení potřebných poloh manipulačních ramen opatřených nástroji 1 1.

Při nastavování polohy manipulačních ramen opatřených nástroji 1 1, jsou nejprve odblokovány blokovací prvky 5 posuvu a blokovací prvky 6 rotace pro uvolnění pohybu manipulačních ramen ve svém uložení a uvolnění pohybu mezi jednotlivými pohyblivými částmi. Manipulační rameno je následně uchopeno chapadlem 10 robota 9, kterým se manipulační rameno přemístí do nové požadované polohy, při které se blokovací prvky 5 posuvu a blokovací prvky 6 rotace zablokují. Takto je přestaveno každé manipulační rameno uložené na nosném rámu j_. Odblokování a zablokování blokovacích prvků 5 posuvu a blokovacích prvků 6 rotace je provedeno jejich připojením ke zdroji 7 vnější energie. Při tomto způsobu přestavování polohy je nosný rám uložen případně v polohovacím přípravku 8.

Alternativně je možné přestavování polohy manipulačních ramen docílit uchopením manipulačního ramene polohovacím přípravkem _8, kterým je manipulační rameno drženo, přičemž uchopením nosného rámu j_ chapadlem 1 O robota 9 je polohovací rameno přemístěno do nové polohy vzhledem k nosnému rámu 1.

Pro stanovení polohy manipulačních ramen je před jejich přemístěním do požadované polohy upevněn nosný rám 1 do přípravku 8, přičemž poloha manipulačních ramen je měřena polohou chapadla 10 robota 9, který přemístění manipulačních ramen provádí. Poloha manipulačních ramen může být alternativně měřena snímáním polohy světelných bodů 12 na manipulačním rameni nebo na chapadle 10 robota přemísťujícího manipulační ramena pomocí digitálních fotoaparátů nebo kamer 1 3.

Zajišťování údajů pro kalibraci a měření, výpočty a řízení potřebných poloh manipulačních ramen opatřených nástroji 1 1 jsou prováděny počítačem.

Použité posuvné, rotační a sférické klouby a blokovací prvky a také závěsná ramena a vlákna nebo lana mohou být výhodně provedeny z nekovových, snadno deformovatelných materiálů, např. uhlíkových kompozitů.

Claims

Patentové nároky

1. Způsob nastavení polohy manipulačních ramen opatřených nástroji (11) pro uchycení technologických nebo měřících prostředků a uložených na nosném rámu (1), vyznačený tím, že jednotlivá manipulační ramena se odblokují pro jejich přemístění ve svém uložení a/nebo ve svých vzájemně pohyblivých částech, přemístí se do nové požadované polohy, při které se zablokují ve svém uložení a/nebo ve svých vzájemně pohyblivých částech.
2. Způsob nastavení polohy manipulačních ramen podle nároku 1, vyznačený tím, že jednotlivá manipulační ramena se odblokují propojením blokovacího zařízení (5, 6) v uložení manipulačních ramen a/nebo mezi jejich vzájemně pohyblivými částmi se zdrojem (7) pneumatické nebo hydraulické nebo elektrické energie a odblokují odpojením od zdroje (7) pneumatické nebo hydraulické nebo elektrické energie.
3. Způsob nastavení polohy manipulačních ramen podle některého z předešlých nároků, vyznačený tím, že přemístění manipulačních ramen do požadované polohy se provádí prostřednictvím robotu (9).
4. Způsob nastavení polohy manipulačních ramen podle některého z předešlých nároků, vyznačený tím, že přemístění manipulačních ramen do požadované polohy se provádí jej ich zachycením v přípravku (8) a přemístěním nosného rámu (1) robotem (9).
5. Způsob nastavení polohy manipulačních ramen podle některého z předešlých nároků, vyznačený tím, že před přemístěním manipulačních ramen do požadované polohy je nosný rám (1) upevněn do přípravku (8), pro stanovení jeho polohy vůči robotu (9).
6. Způsob nastavení polohy manipulačních ramen podle některého z předešlých nároků, vyznačený tím, že poloha manipulačních ramen je měřena polohou chapadla (10) robota, který přemístění přemístitelných ramen (2) provede.
7. Způsob nastavení polohy manipulačních ramen podle některého z předešlých nároků, vyznačený tím, že poloha manipulačních ramen je měřena snímáním polohy světelných bodů (12) na manipulačním rameni pomocí digitálních fotoaparátů nebo kamer (13).
8. Způsob nastavení polohy manipulačních ramen podle některého z předešlých nároků, vyznačený tím, že poloha manipulačních ramen je měřena snímáním polohy světelných bodů (12) na chapadle (10) robota přemísťujícího manipulační ramena pomocí digitálních fotoaparátů nebo kamer (1 3).
9. Manipulační rameno opatřená nástroji (11) pro uchycení technologických nebo měřících prostředků a uložené na nosném rámu vyznačené tím, že manipulační rameno je pohyblivě uloženo na nosném rámu (1) a sestává zvíce vzájemně pohyblivých částí, přičemž je opatřeno blokovacími prvky pro zablokování a odblokování pohybu manipulačního ramene v jeho uložení a pohybu jeho vzájemně pohyblivých částí.
10. Manipulační rameno podle nároku 9 vyznačené tím, že blokovací prvky jsou propojeny se zdrojem (7) pneumatické nebo hydraulické nebo elektrické energie.
11. Manipulační rameno podle některého z předešlých nároků vyznačené tím, že manipulační rameno je uloženo v posuvném vedení (3) nosného rámu (1) a opatřeno alespoň jedním rotačním kloubem (4) spojeným s držákem (2) nástroje (11), přičemž posuvné vedení (3) je opatřeno blokovacím prvkem (5) posuvu a rotační kloub (4) je opatřen blokovacím prvkem (6) rotace.
12. Manipulační rameno podle nároku 1 1, vyznačené tím, že rotační kloub (4) je uložen v suvném vedení (3a) opatřeným blokovacím prvkem (5a) posuvu.
13. Manipulační rameno podle některého z předešlých nároků vyznačené tím, že rotační kloub (4) držáku (2) nástroje je uložen otočně v posuvném vedení (3) nosného rámu (1).
14. Manipulační rameno podle některého z předešlých nároků, vyznačené tím, že osa rotačního kloubu (4) je rovnoběžná s osou posuvu posuvného vedení (3), přičemž pohyblivá část posuvného vedení (3) je spojena s držákem (2) nástroje prostřednictvím sférických kloubů (18) alespoň dvou závěsných ramen (17), přičemž závěsná ramena (17) jsou opatřena posuvným vedením (3a) s blokovacím prvkem (5a).
15. Manipulační rameno podle některého z předešlých nároků vyznačené tím, že nosný rám (1) je spojen prostřednictvím sférických kloubů (16) závěsných ramen (17) s platformou (15) pro uložení nástroje (11), přičemž závěsná ramena (17) jsou opatřena posuvnými vedeními (3) a blokovacími prvky (5) posuvu.
16. Manipulační rameno podle některého z předešlých nároků vyznačené tím, že nástroj (1 1) je pevně spojen s platformou (15) spojenou s nosným rámem (1) prostřednictvím alespoň tří dvojic závěsných ramen (17) spojených s platformou (15) sférickými klouby (14) as posuvným vedením (3) nosného rámu (1) sférickými klouby (16).
17. Manipulační rameno podle některého z předešlých nároků, vyznačené tím, že pohyblivá část posuvného vedení (3) nosného rámu (1) je spojena s nástrojem (11) uspořádaným na platformě (15) prostřednictvím sférických kloubů závěsných ramen (17) uložených otočně na své opačné straně s posuvnou částí posuvného vedení (3) nosného rámu (1), přičemž závěsná ramena (17) jsou opatřena posuvnými vedeními (3) a blokovacími prvky (5) posuvu.
1 8. Manipulační rameno podle nároku 17, vyznačené tím, že závěsná ramena (17) jsou spojena s posuvnou částí posuvného vedení (3) nosného rámu (1) prostřednictvím rotačních kloubů (4).
19. Manipulační rameno podle nároku 17, vyznačené tím, že závěsná ramena (17) jsou spojena s posuvnou částí posuvného vedení (3) nosného rámu (1) prostřednictvím sférických kloubů (14).
20. Manipulační rameno podle některého z předešlých nároků, vyznačené tím, že nástroj (1 1) je pevně spojen s platformou (15) spojenou s nosným rámem (1) prostřednictvím závěsných ramen (17) spojených s platformou (15) sférickými klouby (14) a s nosným rámem (1) sférickými klouby (16).
21. Manipulační rameno podle nárok 20, vyznačené tím, že jedno ze závěsných ramen (17) je spojeno s nosným rámem (1) prostřednictvím rotačního kloubu (4).
22. Manipulační rameno podle některého z předešlých nároků, vyznačené tím, že nástroj (1 1) je pohyblivě uložen na platformě (15).
23. Manipulační rameno podle nároku 22, vyznačené tím, že nástroj (1 1) je pohyblivě uložen na platformě (15) prostřednictvím platformy (15a) a závěsných ramen (17) mezi platformou (15) a (15a).
24. Manipulační rameno podle nároku 22, vyznačené tím, že nástroj (1 1) je pohyblivě uložen na platformě (15) prostřednictvím platformy (15a) a (15b), přičemž jednotlivé platformy (15), (15a), (15b) jsou spolu spojeny závěsnými rameny (17)), (17a), (17b) opatřenými na obou koncích sférickými klouby.