ROBOT MANIPULADOR COMPACTO.

Dispositivo de desplazamiento del tipo paralelo, que comprende al menos tres brazos (2) pivotantes cada uno de ellos alrededor de un eje de pivote,

formando los ejes (3) de pivote, en vista desde arriba, los lados de un polígono (P) que presenta un centro (C) geométrico, siendo accionado cada uno de los brazos por un accionador (4) y estan- do unido además cada uno de estos brazos a una cabeza (5) que forma una base pequeña por intermedio de ele- mentos (6) de unión articulados respectivamente en la cabeza y en el brazo, teniendo las articulaciones dos grados de libertad, conservando siempre la cabeza su orientación y su inclinación, estando caracterizado este dispositivo porque, en la posición llamada neutra de los brazos, cada brazo está dispuesto de tal manera que si se traza una recta (D) paralela al eje de pivote de uno cualquiera de los brazos, pasando esta recta por el centro (C) geométrico del polígono, dicha recta corta dicho brazo considerado

La invención se refiere a un dispositivo de desplazamiento de un objeto en el espacio.

Para desplazar un objeto en el espacio, se conocen los brazos manipuladores cuyas articulaciones están montadas en serie y aquellos cuyas articulaciones están montadas en paralelo. Estos brazos se denominan todavía robots. 5

Los robots del tipo con articulaciones en serie presentan el inconveniente de ser relativamente pesados y, por tanto, tienen una inercia importante que les impide trabajar con grandes cadencias.

Los robots denominados paralelos permiten desplazamientos mucho más rápidos, pero la amplitud de los movimien-tos es restringida.

La invención se refiere a un robot denominado paralelo y, más precisamente, a un dispositivo según el preámbulo de 10 la reivindicación 1.

Se conocen precisamente robots de esta clase (documentos EP-A-250 470, EP-A 1.129.829, WO-A-0035640) que comprenden tres accionadores, que incluyen una parte fija y una parte móvil que tiene un solo grado de libertad con respecto a la parte fija, estando unida cada parte móvil a una cabeza móvil por unos elementos de unión.

El dispositivo forma una especie de pirámide deformable de bases triangulares. 15

Cada accionador es un motor eléctrico cuyo eje de rotación está acoplado a un brazo (parte móvil) que pivota alre-dedor del eje de rotación del accionador.

Los ejes de pivote de los brazos forman un triángulo y los elementos de unión están articulados respectivamente a una cabeza (base pequeña) y a la parte móvil correspondiente.

Las articulaciones de estos elementos de unión tanto en el brazo como en la cabeza tienen dos grados de libertad. 20

Así, la orientación y la inclinación de la cabeza permanecen intercambiadas en el espacio. Con frecuencia, un pren-sor con transmisión telescópica está montado en el centro del sistema. Un soporte central lleva los accionadores. Este soporte central tiene sensiblemente las dimensiones definidas por los tres ejes de pivote.

Los cojinetes de rotación de los brazos que pivotan están a caballo sobre los ejes de pivote e insertos cada uno de ellos hasta la mitad en la superficie definida por los ejes de pivote de los brazos. 25

Los brazos son, al menos en su parte terminal, radiales y se extienden hacia el exterior del soporte central. La ampli-tud de desplazamiento se minimiza por la extensión del soporte que debe tener un tamaño suficiente para llevar los accionadores y, frecuentemente, un cuarto brazo que forma un prensor que une la base grande con la base peque-ña. La amplitud de movimiento está ligada a la longitud útil del brazo.

El volumen está definido por el círculo que pasa por los extremos de los brazos cuando el sistema está en posición 30 neutra, estando los brazos entonces en un mismo plano, aquí horizontal. Los ejes de los brazos están montados generalmente de tal modo que los ejes longitudinales de dichos brazos se cruzan en el centro del triángulo formado por los ejes de pivote.

Se comprende que cuanto más grande sea la dimensión del soporte para un volumen dado, tanto más reducida será la longitud de los brazos. Así, para un volumen de alrededor de 550 milímetros de radio, la longitud del brazo es de 35 350 milímetros, la altura de trabajo obtenido es así del orden de 300 milímetros y el diámetro del área de trabajo es del orden de 1100 milímetros.

Para aumentar la longitud de los brazos, para un volumen dado, haría falta reducir el tamaño del soporte, pero éste depende del tamaño de los accionadores y, en las configuraciones conocidas, no puede reducirse fuertemente.

No obstante, el volumen debe ser también un factor considerado para la implantación de dichos robots. Además, 40 quien dice reducir el tamaño del soporte dice también, para ciertas posiciones posibles de los brazos, reducir la rigidez del conjunto de los elementos móviles del robot. Estas limitaciones concurren en la definición actual del esta-do de la técnica, que está constituido por robots paralelos de base grande fija que llevan unos brazos que irradian hacia el exterior.

La invención propone un dispositivo que aporta una compacidad más grande. 45

A este efecto, la invención se refiere a un dispositivo de desplazamiento del tipo paralelo que comprende al menos tres brazos pivotantes cada uno de ellos alrededor de un eje de pivote, formando los ejes de pivote, en vista desde arriba, los lados de un polígono que presenta un centro geométrico, siendo accionado cada uno de los brazos por un accionador y estando unido además cada uno de estos brazos a una cabeza que forma una pequeña base por in-termedio de elementos de unión articulados respectivamente en la cabeza y en el brazo, teniendo las articulaciones 50

dos grados de libertad, conservando siempre la cabeza su orientación y su inclinación, estando caracterizado este dispositivo porque, en posición denominada neutra de los brazos, cada brazo está dispuesto de tal modo que si se traza una recta paralela al eje de pivote de uno cualquiera de los brazos, pasando esta recta por el centro geométri-co del polígono, dicha recta corta dicho brazo considerado.

La invención se comprenderá bien con la lectura de la descripción siguiente, hecha a título de ejemplo no limitativo 5 con referencia al dibujo, en el que representan:

La figura 1, la técnica anterior;

La figura 2, un robot según la invención;

La figura 3, el robot de la figura 2 con los accionadores posicionados en el interior;

La figura 4, una variante de robot con ejes inclinados; 10

La figura 5, una vista en perspectiva del robot de la figura 4;

La figura 6, otra variante de robot;

La figura 7, una vista en perspectiva del robot de la figura 6;

La figura 8, una tercera variante con brazos no rectilíneos;

La figura 9, una cuarta variante con cuatro brazos; 15

La figura 10, un ejemplo de control de la herramienta de prensión;

La figura 11, la figura 10 vista desde el otro lado;

La figura 12, una vista desde arriba de una línea de producción con robots de la técnica anterior;

La figura 13, una vista desde arriba de una línea de producción con robots según la invención;

Las figuras 14 a 16, ejemplos de cabezas; 20

La figura 17, una variante de un robot;

La figura 18, un medio de guiado de un prensor;

La figura 19, una variante del medio de guiado de la figura 18;

La figura 20, una vista desde arriba de los brazos de un robot según otra disposición; y

La figura 21, una aplicación del robot montado en la parte trasera de un vehículo. 25

Haciendo referencia al dibujo, se ve un dispositivo 1 de desplazamiento de objetos del tipo paralelo.

Este dispositivo permite desplazar objetos con una cadencia elevada.

Clásicamente, el dispositivo comprende al menos tres brazos 2 pivotantes cada uno alrededor de un eje 3 de pivote.

Los ejes de pivote están en un plano o inclinados con respecto a un plano paralelo a un plano de trabajo de la cabe-za. Generalmente, cuando los ejes están inclinados, forman una especie de sombrero chino con el vértice en alto, 30 pero es posible la punta hacia abajo y esto no cambia en nada la invención.

En vista desde arriba, los ejes de pivote o sus proyecciones en un plano paralelo al plano de trabajo de la cabeza forman los lados de un polígono tal como un triángulo para tres brazos y un cuadrado o rectángulo para cuatro bra-zos.

Los brazos 2 son rectilíneos o no rectilíneos (figura 8). 35

Por razones de facilidad de comprensión, la descripción siguiente se ha realizado considerando que los ejes de pivote están en un plano horizontal.

Un accionador 4 se acopla al menos indirectamente a uno de los dos extremos de cada brazo pivotante, estando unido además cada uno de estos brazos 2 a una cabeza 5 por intermedio de elementos de unión 6 articulados res-pectivamente en la cabeza y en el brazo. Estas articulaciones 60 tienen dos grados de libertad. 40

El dispositivo de desplazamiento del tipo paralelo forma una especie de pirámide truncada deformable con... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de desplazamiento del tipo paralelo, que comprende al menos tres brazos (2) pivotantes cada uno de ellos alrededor de un eje de pivote, formando los ejes (3) de pivote, en vista desde arriba, los lados de un polígono (P) que presenta un centro (C) geométrico, siendo accionado cada uno de los brazos por un accionador (4) y estan-do unido además cada uno de estos brazos a una cabeza (5) que forma una base pequeña por intermedio de ele-5 mentos (6) de unión articulados respectivamente en la cabeza y en el brazo, teniendo las articulaciones dos grados de libertad, conservando siempre la cabeza su orientación y su inclinación, estando caracterizado este dispositivo porque, en la posición llamada neutra de los brazos, cada brazo está dispuesto de tal manera que si se traza una recta (D) paralela al eje de pivote de uno cualquiera de los brazos, pasando esta recta por el centro (C) geométrico del polígono, dicha recta corta dicho brazo considerado. 10

2. Dispositivo de desplazamiento del tipo paralelo según la reivindicación 1, caracterizado porque los ejes de pivote están en un mismo plano.

3. Dispositivo de desplazamiento del tipo paralelo según la reivindicación 1, caracterizado porque los ejes de pivote están inclinados con respecto a un plano horizontal paralelo a un plano de trabajo de la cabeza.

4. Dispositivo de desplazamiento del tipo paralelo según la reivindicación 1, caracterizado porque los accionadores 15 están en el exterior del polígono formado por los ejes de pivote.

5. Dispositivo de desplazamiento del tipo paralelo según la reivindicación 1, caracterizado porque los accionadores están al menos parcialmente en el interior del polígono formado por los ejes de pivote.

6. Dispositivo de desplazamiento del tipo paralelo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracte-rizado porque las piezas transversales (80) que unen a la cabeza los dos puntos de articulación (60) bajos de los 20 elementos de unión están dispuestas radialmente con respecto a la cabeza.

7. Dispositivo de desplazamiento del tipo paralelo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracte-rizado porque los elementos (6) de unión no son rectilíneos.

8. Dispositivo de desplazamiento del tipo paralelo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracte-rizado porque los brazos (2) no son rectilíneos. 25

9. Dispositivo de desplazamiento del tipo paralelo según la reivindicación 1, caracterizado porque los cojinetes (7) están fuera del polígono.

10. Dispositivo de desplazamiento del tipo paralelo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracteriza-do porque comprende un prensor (10) constituido por un elemento longilíneo (10A) fijado, por uno de sus extremos, sobre la cabeza (5) por una articulación y cuyo otro extremo (10C) está libre. 30

11. Dispositivo de desplazamiento del tipo paralelo según la reivindicación 10, caracterizado porque el elemento longilíneo (10A) es guiado además en traslación en un medio de articulación atravesado por el llamado elemento longilíneo.