SISTEMA ROBÓTICO DE COLOCACIÓN RADIAL DE HERRAMIENTAS.
Sistema robótico de colocación de herramientas (10) para la colocación de una primera herramienta (1) y de una segunda herramienta (2),
que comprende: un árbol interior (32) que se extiende desde un extremo superior (52) hasta un extremo inferior (54), estando provisto el árbol interior (32) de un perfil escalonado definido por una parte superior (56) que tiene un primer diámetro y una parte inferior (58) que tiene un segundo diámetro que es menor que el primer diámetro; un primer brazo de herramienta (20) conectado a la parte inferior (58) del árbol interior (32) en el extremo inferior (54) del mismo y que se extiende radialmente hacia fuera desde el mismo, presentando el primer brazo de herramienta (20) una primera superficie de soporte de herramienta (142) dispuesta a una elevación de la herramienta para sostener la primera herramienta (1) en la misma; un primer conjunto de accionamiento (34) configurado para girar el árbol interior (32) alrededor de un eje del árbol (11) para colocar selectivamente la primera herramienta (1) a lo largo de una trayectoria semicircular (A); un árbol exterior tubular (82) que se extiende desde un extremo superior (102) hasta un extremo inferior (104), estando provisto el árbol exterior tubular de un taladro (106) formado a través del mismo, en el que la parte inferior (58) del árbol interior (32) se extiende a través del árbol exterior tubular (82); un segundo brazo de herramienta (22) conectado al árbol exterior tubular (82) en el extremo inferior (104) del mismo, presentando el segundo brazo de herramienta (22) una segunda superficie de soporte de herramienta (156) dispuesta en la elevación de la herramienta para sostener la segunda herramienta (2) en la misma; y un segundo conjunto de accionamiento (84) configurado para girar el árbol exterior tubular (82) alrededor del eje del árbol (11) para colocar selectivamente la segunda herramienta (2) a lo largo de una trayectoria semicircular (A).
Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E09169570.
Solicitante: COMAU, INC.
Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.
Dirección: 21000 TELEGRAPH ROAD SOUTHFIELD, MI MICHIGAN 48033 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.
Inventor/es: GRAHAM, JOHN, Brown,Theodore Robert, Alberts,Aaron.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 7 de Septiembre de 2009.
Clasificación PCT:
- B25J9/00 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B25 HERRAMIENTAS MANUALES; HERRAMIENTAS DE MOTOR PORTATILES; MANGOS PARA UTENSILIOS MANUALES; UTILLAJE DE TALLER; MANIPULADORES. › B25J MANIPULADORES; RECINTOS CON DISPOSITIVOS DE MANIPULACION INTEGRADOS (dispositivos robóticos para recolección individual de frutas, hortalizas, lúpulo y similares A01D 46/30; manipuladores de agujas para cirugía A61B 17/062; manipuladores asociados a las laminadoras B21B 39/20; manipuladores asociados a las máquinas de forja B21J 13/10; medios para mantener las ruedas o sus elementos B60B 30/00; grúas B66C; disposiciones para la manipulación del combustible o de otros materiales utilizados en el interior de reactores nucleares G21C 19/00; combinación estructural de manipuladores con celdas o recintos protegidos contra la radiación G21F 7/06). › Manipuladores de control programado.
- B25J9/04 B25J […] › B25J 9/00 Manipuladores de control programado. › por rotación de un brazo al menos, excluyendo el movimiento de la mano, p. ej. del tipo coordenadas cilíndricas o coordenadas polares.
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
PDF original: ES-2366692_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Campo de la invención
La presente invención se refiere al campo de los conjuntos robóticos de colocación de herramientas y, en particular, a un conjunto robótico de colocación de herramientas provisto de dos o más brazos cada uno de ellos adaptado para ajustar la posición de la respectiva herramienta a lo largo de una trayectoria semicircular.
Antecedentes de la invención
En la industria de la fabricación, los sistemas robóticos se utilizan para realizar una variedad de tareas, incluyendo la colocación de piezas, la colocación de herramientas con respecto a las piezas y el montaje de las piezas utilizando herramientas. En tales sistemas, una colocación precisa de la herramienta con respecto a la pieza es crítica y por lo tanto es una consideración importante del diseño. Otra consideración importante del diseño es hacer mínimo el tiempo requerido para completar cualquier operación de fabricación individual. Por esta razón, es conocido utilizar dos o más herramientas robóticas para realizar simultáneamente una única operación de fabricación a fin de reducir el tiempo requerido para completar esa operación de fabricación. Sin embargo, puesto que las herramientas robóticas a menudo son grandes y pesadas, a menudo es difícil colocar y sostener las herramientas robóticas una con respecto a la otra de tal modo que una única operación de fabricación se puede realizar utilizando simultáneamente las dos herramientas robóticas. Esto es especialmente cierto cuando las herramientas robóticas deben moverse una con relación a la otra con respecto a dos o más ejes durante el transcurso de la operación de fabricación. Por ejemplo, cuando las herramientas robóticas deben instalar una pluralidad de componentes a lo largo de un arco semicircular, cada herramienta se debe mover independiente de la otra en la dirección X y en la dirección
Y. además, las herramientas robóticas a menudo únicamente se pueden utilizar sobre una gama limitada de alturas de trabajo, imponiendo limitaciones adicionales en los diseños geométricos de los sistemas robóticos de colocación de herramientas. Por consiguiente, se mantiene la necesidad de un sistema robótico de colocación de herramientas que sea capaz de colocar con precisión dos o más herramientas robóticas con respecto a una pieza, en el que las herramientas robóticas se pueden mover independientemente una de otra.
Un ejemplo de un dispositivo anterior se encuentra en la patente US nº 5.083.896. El dispositivo es un dispositivo de manipulación de un objeto provisto de un primer y segundo conjuntos de brazos plegables accionados por un mecanismo de accionamiento para sostener y transferir objetos, tales como semiconductores. El dispositivo utiliza unos respectivos primer y segundo árboles para mover el respectivo primer y segundo brazo y un tercer árbol para girar el primer y segundo conjuntos de brazos. Los árboles de accionamiento primero, segundo y tercero están orientados coaxialmente.
Sumario de la invención
La invención proporciona un sistema robótico de colocación de herramientas según la reivindicación 1, para la colocación de una primera herramienta y de una segunda herramienta. El sistema robótico de colocación de herramientas incluye un árbol interior, un primer brazo de herramienta, un primer conjunto de accionamiento, un árbol exterior tubular, un segundo brazo de herramienta y un segundo conjunto de accionamiento.
El árbol interior que se extiende desde un extremo superior hasta un extremo inferior y tiene un perfil escalonado definido por una parte superior provista de un primer diámetro y una parte inferior provista de un segundo diámetro que es menor que el primer diámetro. Un primer brazo de herramienta está conectado a la parte inferior del árbol interior en el extremo inferior del mismo y se extiende radialmente hacia afuera desde el mismo. El primer brazo de herramienta tiene una primera superficie de soporte de herramienta dispuesta en una elevación de la herramienta para sostener la primera herramienta sobre la misma. El primer conjunto de accionamiento está configurado para girar el árbol interior alrededor de un eje del árbol para colocar selectivamente la primera herramienta a lo largo de una trayectoria semicircular.
El árbol exterior tubular se extiende desde un extremo superior hasta un extremo inferior y tiene un taladro formado a través del mismo, en el que la parte inferior del árbol interior se extiende a través del árbol exterior tubular. El segundo brazo de herramienta está conectado al árbol exterior tubular en el extremo inferior del mismo. El segundo brazo de herramienta tiene una segunda superficie de soporte de herramienta dispuesta en la elevación de la herramienta para sostener la segunda herramienta sobre la misma. El segundo conjunto de accionamiento está configurado para girar el árbol exterior tubular alrededor del eje del árbol para colocar selectivamente la segunda herramienta a lo largo de una trayectoria semicircular.
Una parte escalonada puede estar formada en el segundo brazo de herramienta entre una parte interior del segundo brazo de herramienta y la segunda superficie de soporte de herramienta del segundo brazo de herramienta, en el que una superficie superior de la parte interior del segundo brazo de herramienta está dispuesta por debajo encima de la elevación de la herramienta. Además, un resalte en diagonal puede estar formado en el segundo brazo de herramienta, el resalte en diagonal extendiéndose hacia dentro desde la parte escalonada hacia un extremo interior del segundo brazo de herramienta, en el que el resalte en diagonal del segundo brazo de herramienta está configurado para acoplar una superficie lateral del primer brazo de herramienta para limitar el giro del primer brazo de herramienta más allá del segundo brazo de herramienta.
Alternativamente, puede estar formada una parte escalonada en el primer brazo de herramienta entre una parte interior del primer brazo de herramienta y la primera superficie de soporte de herramienta del primer brazo de herramienta, en el que una superficie superior de la parte interior del primer brazo de herramienta está dispuesta debajo encima de la elevación de la herramienta. Además, un resalte en diagonal puede estar formado en el primer brazo de herramienta, el resalte en diagonal extendiéndose desde la parte escalonada hacia un extremo interior del primer brazo de herramienta, en el que el resalte en diagonal del primer brazo de herramienta está configurado para acoplar una superficie lateral del segundo brazo de herramienta para limitar el giro del segundo brazo de herramienta más allá del primer brazo de herramienta.
Un extremo interior del segundo brazo de herramienta puede estar dispuesto encima de un extremo interior del primer brazo de herramienta.
El árbol exterior tubular y la parte superior del árbol interior pueden ser iguales en diámetro.
El primer conjunto de accionamiento puede tener un primer engranaje de tornillo sinfín conectado a la parte superior del árbol interior, un primer tornillo sinfín que se acopla engranando con el primer engranaje de tornillo sinfín para girar el árbol interior y un primer mecanismo de accionamiento robótico conectado al primer tornillo sinfín para proveer un momento de torsión al mismo. El segundo conjunto de accionamiento puede tener un segundo engranaje de tornillo sinfín conectado al árbol exterior tubular, un segundo tornillo sinfín que se acopla engranando con el segundo engranaje de tornillo sinfín para girar el árbol exterior tubular y un segundo mecanismo de accionamiento robótico conectado al segundo tornillo sinfín para proveer un momento de torsión al mismo. Además, el primer engranaje de tornillo sinfín y el segundo engranaje de tornillo sinfín pueden ser iguales en diámetro.
Breve descripción de los dibujos
Otros usos diversos de la presente invención se pondrán de manifiesto mediante la referencia a las siguientes descripciones detalladas y los dibujos y en los cuales:
la figura 1 es una vista en perspectiva que muestra un sistema robótico de colocación radial de herramientas según la presente invención;
la figura 2 es una vista superior que muestra el sistema robótico de colocación radial de herramientas según la presente invención;
la figura 3 es una vista inferior que muestra el sistema robótico de colocación radial de herramientas según la presente invención;
la figura 4 es una vista en sección frontal que muestra un regulador de posición de... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Sistema robótico de colocación de herramientas (10) para la colocación de una primera herramienta (1) y de una segunda herramienta (2), que comprende:
un árbol interior (32) que se extiende desde un extremo superior (52) hasta un extremo inferior (54), estando provisto el árbol interior (32) de un perfil escalonado definido por una parte superior (56) que tiene un primer diámetro y una parte inferior (58) que tiene un segundo diámetro que es menor que el primer diámetro;
un primer brazo de herramienta (20) conectado a la parte inferior (58) del árbol interior (32) en el extremo inferior
(54) del mismo y que se extiende radialmente hacia fuera desde el mismo, presentando el primer brazo de herramienta (20) una primera superficie de soporte de herramienta (142) dispuesta a una elevación de la herramienta para sostener la primera herramienta (1) en la misma;
un primer conjunto de accionamiento (34) configurado para girar el árbol interior (32) alrededor de un eje del árbol
(11) para colocar selectivamente la primera herramienta (1) a lo largo de una trayectoria semicircular (A);
un árbol exterior tubular (82) que se extiende desde un extremo superior (102) hasta un extremo inferior (104), estando provisto el árbol exterior tubular de un taladro (106) formado a través del mismo, en el que la parte inferior
(58) del árbol interior (32) se extiende a través del árbol exterior tubular (82);
un segundo brazo de herramienta (22) conectado al árbol exterior tubular (82) en el extremo inferior (104) del mismo, presentando el segundo brazo de herramienta (22) una segunda superficie de soporte de herramienta (156) dispuesta en la elevación de la herramienta para sostener la segunda herramienta (2) en la misma; y
un segundo conjunto de accionamiento (84) configurado para girar el árbol exterior tubular (82) alrededor del eje del árbol (11) para colocar selectivamente la segunda herramienta (2) a lo largo de una trayectoria semicircular (A).
2. Sistema robótico de colocación de herramientas según la reivindicación 1, que comprende asimismo:
una parte escalonada (172) formada en el segundo brazo de herramienta (22) entre una parte interior (174) del segundo brazo de herramienta y la segunda superficie de soporte de herramienta (156) del segundo brazo de herramienta (22) en la que una superficie superior de la parte interior (174) del segundo brazo de herramienta está dispuesta encima de la elevación de la herramienta.
3. Sistema robótico de colocación de herramientas según la reivindicación 2, que comprende asimismo:
un resalte en diagonal (164) formado en el segundo brazo de herramienta (22), extendiéndose el resalte en diagonal
(164) hacia dentro desde la parte escalonada (172) hacia un extremo interior (150) del segundo brazo de herramienta (22), en el que el resalte en diagonal (164) del segundo brazo de herramienta (22) está configurado para acoplar una superficie lateral (138) del primer brazo de herramienta para limitar el giro del primer brazo de herramienta (20) más allá del segundo brazo de herramienta (22).
4. Sistema robótico de colocación de herramientas según la reivindicación 1, que comprende asimismo:
una parte escalonada formada en el primer brazo de herramienta (20) entre una parte interior del primer brazo de herramienta y la primera superficie de soporte de herramienta (142) del primer brazo de herramienta, en la que una superficie superior de la parte interior del primer brazo de herramienta está dispuesta por debajo de la elevación de la herramienta.
5. Sistema robótico de colocación de herramientas según la reivindicación 4, que comprende asimismo:
un resalte en diagonal formado en el primer brazo de herramienta (20), extendiéndose el resalte en diagonal hacia dentro desde la parte escalonada hacia un extremo interior (130) del primer brazo de herramienta, en el que el resalte en diagonal del primer brazo de herramienta está configurado para acoplar una superficie lateral (166) del segundo brazo de herramienta para limitar el giro del segundo brazo de herramienta (22) más allá del primer brazo de herramienta (20).
6. Sistema robótico de colocación de herramientas según la reivindicación 1, en el que un extremo interior (150) del segundo brazo de herramienta (22) está dispuesto encima de un extremo interior (130) del primer brazo de herramienta (20).
7. Sistema robótico de colocación de herramientas según la reivindicación 1, en el que el árbol exterior tubular (82) y la parte superior (56) del árbol interior (32) son iguales en diámetro.
8. Sistema robótico de colocación de herramientas según la reivindicación 1, que comprende asimismo:
el primer conjunto de accionamiento (34) provisto de un primer engranaje de tornillo sinfín (64) conectado a la parte superior (56) del árbol interior (32), un primer tornillo sinfín (66) que se acopla engranando el primer engranaje de tornillo sinfín (64) para girar el árbol interior y un primer mecanismo de accionamiento robótico (70) conectado al primer tornillo sinfín (66) para proporcionar un momento de torsión al mismo; y
el segundo conjunto de accionamiento (84) que presenta un segundo engranaje de tornillo sinfín (114) conectado al árbol exterior tubular (82), un segundo tornillo sinfín (116) que se acopla engranando el segundo engranaje de tornillo sinfín (114) para girar el árbol exterior tubular (82) y un segundo mecanismo de accionamiento robótico (120) conectado al segundo tornillo sinfín (116) para proporcionar un momento de torsión al mismo.
9. Sistema robótico de colocación de herramientas según la reivindicación 8, en el que el primer engranaje de tornillo sinfín (64) y el segundo engranaje de tornillo sinfín (114) son iguales en diámetro.
10. Sistema robótico de colocación de herramientas según la reivindicación 8, que comprende asimismo:
una parte escalonada (172) formada en el segundo brazo de herramienta (22) entre una parte interior (174) del segundo brazo de herramienta y la segunda superficie de soporte de herramienta (156) del segundo brazo de herramienta, en la que una superficie superior de la parte interior del segundo brazo de herramienta está dispuesta por encima de la elevación de la herramienta.
11. Sistema robótico de colocación de herramientas según la reivindicación 10, que comprende asimismo:
un resalte en diagonal (164) formado en el segundo brazo de herramienta (22), extendiéndose el resalte en diagonal
(164) hacia dentro desde la parte escalonada (172) hacia un extremo interior (150) del segundo brazo de herramienta, en el que el resalte en diagonal (164) del segundo brazo de herramienta está configurado para acoplar una superficie lateral (138) del primer brazo de herramienta (20) para limitar el giro del primer brazo de herramienta
(20) más allá del segundo brazo de herramienta (22).
12. Sistema robótico de colocación de herramientas según la reivindicación 8, que comprende asimismo:
una parte escalonada formada en el primer brazo de herramienta (20) entre una parte interior del primer brazo de herramienta y la primera superficie de soporte de herramienta (142) del primer brazo de herramienta (20), en la que una superficie superior de la parte interior del primer brazo de herramienta está dispuesta por debajo, encima de la elevación de la herramienta.
13. Sistema robótico de colocación de herramientas según la reivindicación 12, que comprende asimismo:
un resalte en diagonal formado en el primer brazo de herramienta (20), extendiéndose el resalte en diagonal hacia dentro desde la parte escalonada hacia un extremo interior (130) del primer brazo de herramienta (20), en el que el resalte en diagonal del primer brazo de herramienta está configurado para acoplar una superficie lateral (166) del segundo brazo de herramienta (22) para limitar el giro del segundo brazo de herramienta (22) más allá del primer brazo de herramienta (20).
14. Sistema robótico de colocación de herramientas según la reivindicación 8, en el que un extremo interior (150) del segundo brazo de herramienta (22) está dispuesto por encima de un extremo interior del primer brazo de herramienta.
15. Sistema robótico de colocación de herramientas según la reivindicación 8, en el que el árbol exterior tubular (82) y la parte superior del árbol interior (56) son iguales en diámetro.
16. Sistema robótico de colocación de herramientas según la reivindicación 1, que comprende asimismo:
un alojamiento superior (30) provisto de una abertura del árbol (44) en una superficie inferior del mismo y una abertura de accionamiento (46) en su superficie lateral (40);
la parte superior (56) del árbol interior (32) que está provista de un primer engranaje de tornillo sinfín (64) conectado en el mismo, estando dispuesto el engranaje de tornillo sinfín en el interior del alojamiento superior (30), estando soportado el árbol interior (32) de forma giratoria con respecto al alojamiento superior mediante un par de rodamientos (48, 50) y extendiéndose el árbol interior fuera del alojamiento superior a través de la abertura del árbol
(44) del alojamiento superior;
un primer tornillo sinfín (66) que se acopla engranando el primer engranaje de tornillo sinfín (64) para girar el árbol interior (32);
un primer mecanismo de accionamiento robótico (70) dispuesto en el interior de un primer alojamiento de accionamiento (62) que está conectado a la abertura de accionamiento (46) del alojamiento superior, estando el primer mecanismo de accionamiento robótico (70) conectado al primer tornillo sinfín (66) para proporcionar un momento de torsión al mismo para colocar selectivamente la primera herramienta (1) a lo largo de la trayectoria semicircular;
un alojamiento inferior (80) provisto de una abertura superior del árbol (92) en una superficie superior (86) del mismo y una abertura inferior del árbol (94) en una superficie inferior del mismo y una abertura de accionamiento (96) en una superficie lateral (90) del mismo, extendiéndose el árbol interior (32) al interior del alojamiento inferior (80) a través de la abertura superior del árbol (92) del mismo y extendiéndose fuera del alojamiento inferior a través de la abertura inferior del árbol (94) del mismo;
el árbol exterior tubular (82) que presenta un segundo engranaje de tornillo sinfín (114) conectado en el mismo, estando dispuesto el segundo engranaje de tornillo sinfín (114) en el interior del alojamiento inferior (80), estando soportado el árbol exterior tubular (82) de forma giratoria con respecto al alojamiento inferior (80) mediante un par de rodamientos (98, 100) y extendiéndose el árbol exterior tubular (82) fuera del alojamiento inferior (80) a través de su abertura inferior del árbol (94);
un segundo tornillo sinfín (116) que se acopla engranando el segundo engranaje de tornillo sinfín (114) para girar el árbol exterior tubular (82); y
el segundo mecanismo de accionamiento robótico (120) dispuesto en el interior de un segundo alojamiento de accionamiento (112) que está conectado a la abertura de accionamiento (96) del alojamiento inferior (80), estando el segundo mecanismo de accionamiento robótico (120) conectado al segundo tornillo sinfín (116) para proporcionar un momento de torsión al mismo para colocar selectivamente la segunda herramienta (2) a lo largo de la trayectoria semicircular.
17. Sistema robótico de colocación de herramientas según la reivindicación 16, en el que el árbol exterior tubular (82) y la parte superior (56) del árbol interior son iguales en diámetro.
18. Sistema robótico de colocación de herramientas según la reivindicación 16, en el que el primer engranaje de tornillo sinfín (64) y el segundo engranaje de tornillo sinfín (114) son iguales en diámetro.
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