SK11642003A3

SK11642003A3 - Kinematické zariadenie na nesenie a programovateľné premiestňovanie koncového prvku stroja alebo prístroja

Info

Publication number: SK11642003A3
Application number: SK1164-2003A
Authority: SK
Inventors: Markus Thurneysen; Reymond Clavel
Original assignee: Willemin Machines S. A.
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2004-05-04
Also published as: EA200300921A1; WO2002066203A1; CN100462197C; JP4523228B2; IL157476A0; KR20030096262A; CA2439881C; EP1365887A1; PL364104A1; IL157476A; CA2439881A1; KR100882624B1; US8303238B2; EP1234632A1; JP2004524982A; CZ20032512A3; EA005147B1; US20040052628A1; CN1498149A; HK1064636A1

Description

Kinematické zariadenie na nesenie a programovateľné premiestňovanie koncového prvku stroja alebo pristroja

Oblasť techniky

Vynález sa týka technickej oblasti kinematických zariadení na nesenie a premiestňovanie koncového prvku z hladiska jeho presúvania a/alebo otáčania, a to programovateľným a vysoko presne ovládaným spôsobom v napred stanovenom pracovnom priestore.

Doterajší stav techniky

Koncovým prvkom môže byť obrábací nástroj (vreteno, laser, vodný prúd, nástroj na elektrickú eróziu a podobne) alebo nosič obrobku, pokiaľ je zariadenie zabudované napríklad do stredu obrábania, alebo upínací nástroj, montážny nástroj, merací snímač, užívateľské rozhranie pre pákový ovládač, anténa, držiak kamery a podobne u premiestňovacích strojov, montážnych robotov, baliacich strojov, meracích prístrojov, zdravotníckych prístrojov a podobne, alebo akékoľvek zariadenie, u ktorého je nutné zaistiť vysoko presné umiestnenie alebo pohyb a/alebo vysokú dynamiku.

V tejto oblasti existuje celý rad uplatnení, kde je nutné používať upínacie ústrojenstvo, ktorého uhlová poloha môže byť ovládaná okolo osi, ktorá je rovnobežná so základňou. To sa týka napríklad obrábania zložitých obrobkov alebo leštenia obrobkov na dosiahnutie vysokej estetickej kvality.

Najmä pri sériovej výrobe veľkého množstva malých zložitých výrobkov je potrebné mať k dispozícii stroje, ktoré sú schopné dosahovať nielen vysoké rýchlosti obrábania, ale sú schopné tiež zaručovať veľmi rýchlu výmenu obrábacieho nástroja za účelom minimalizácie času, potrebného na obrábanie.

Prostredníctvom ich vysokej dynamiky (malá pohybujúca sa hmotnosť a vysoká pevnosť) môžu obrábacie nástroje s rovnobežnou kinematikou splňovať tieto dve obmedzujúce podmienky.

Ale hlavný nedostatok rovnobežných obrábacích nástrojov a robotov, ktoré sú k dispozícii na trhu, spočíva v ich pomerne malom pracovnom objeme a v ich veľmi obmedzenej uhlovej pohyblivosti.

Konštrukcia s veľmi vysokým výkonom, ktorá sa týka najmä pohybu koncového prvku, ako je napríklad upínací člen, je opísaná napríklad v patentovom spise EP 0 250 470 a v patentovom spise US 4 976 582.

Vo vyššie uvedenej konštrukcii sú tri základné stupne voľnosti ovládané paralelne s využitím poháňacích ústrojenstiev, umiestnených na pevnom podklade, pričom je udržiavaná rovnobežnosť pohybujúcich sa prvkov vzhľadom k pevnému podkladu. Z hľadiska vysokej dynamiky a pohyblivosti pri premiestňovaní v trojrozmernom priestore je taká konštrukcia obzvlášť vhodná na prenášanie obrobkov s malou hmotnosťou pri vysokých pohybových rýchlostiach (viac ako tri premiestnenia za sekundu).

Originalita tejto konštrukcie spočíva vo všetkých uhlových polohovacích pohyboch upínacieho ústrojenstva, ktoré je prichytené kinematickým usporiadaním. Toto zariadenie ale bohužiaľ ako takéto neumožňuje vyhovieť takým uplatneniam, kde je vyžadovaný jeden alebo viacej otáčavých pohybov.

Okrem toho sú známe patentové spisy WO 98/51443 a WO 99/32256, ktoré sa týkajú rovnobežného kinematického ovládania nástrojov, ako sú napríklad frézy pri strojnom obrábaní, určené na výrobu veľmi presných obrobkov, napríklad turbínových lopatiek. Ale zariadenia, opísané vo vyššie uvedených patentových spisoch, bohužiaľ umožňujú dosahovať len uhlové pohyby nástroja, ktoré sú príliš malé (zhruba ± 30°), pokial má byť zachovaná dobrá pevnosť konštrukcie.

Podstata vynálezu

Úlohou predmetu tohto vynálezu je vyvinúť rovnobežné kinematické zariadenie, ktoré bude splňovať vyššie uvedené potreby lepšie a obšírnejšie, ako je tomu v doposiaľ známych zariadeniach, a ktoré bude poskytovať najmä vysokú rýchlosť a pracovnú presnosť v pokial možno čo najvyššej miere, pričom bude umožňovať programovaný pohyb koncového prvku v pracovnom priestore, ktorého objem bude pokiaľ možno čo najväčší, a bude zaručovať rovnomerné podmienky v uvedenom pracovnom priestore.

Za tým účelom bolo v súlade s predmetom tohto vynálezu vyvinuté kinematické zariadenie na nesenie a programovateľný pohyb koncového prvku stroja alebo prístroja, ktoré obsahuje pevnú základňu, vymedzujúcu referenčnú rovinu, pričom uvedené zariadenie obsahuje nosnú a hnaciu konštrukciu s aspoň dvoma pevnými ramenami, pripojenými prostredníctvom príslušných koncov na členy, vedené tak, že každý z nich sa pohybuje len s jedným stupňom voľnosti vzhľadom k základni, a prostredníctvom druhých koncov k vlastnej plošine, pripojenej k uvedenému koncovému prvku, pričom spojenie medzi ramenami a plošinou a medzi ramenami a vodiacimi členmi je tvorené spojmi, a pričom pohyb uvedených vodiacich členov umožňuje pohybovať uvedenou plošinou v napred stanovenom pracovnom priestore.

Vyššie uvedené zariadenie je charakterizované tým, že za účelom umožnenia otáčavého pohybu koncového prvku okolo osi, prislúchajúcej k plošine, nosná a hnacia konštrukcia obsahuje pomocnú konštrukciu, vytvorenú aspoň z dvoch pevných prvkov a zo spojov, spočívajúcich na základni nezávisle na ramenách, vyvozujúcej na koncový prvok výslednú silu, ktorej priemet do roviny kolmej na uvedenú os, združenú s plošinou, zostáva vždy v približne konštantnej vzdialenosti od uvedenej osi, združenej s plošinou, počas pohybu, takže je zachovávaný moment, vyvodzovaný na koncový prvok, ktorý je v podstate konštantný.

Uvedená pomocná konštrukcia môže obsahovať aspoň jeden vodiaci člen, ktorý je vedený tak, že sa pohybuje s jedným stupňom voľnosti vzhľadom na základňu, pričom je možné, aby zariadenie obsahovalo prostriedky na zaisťovanie pohybu plošiny pozdĺž osi, rovnobežnej s osou otáčania koncového prvku, pričom uvedené prostriedky sú kombinované s uvedenou pomocnou konštrukciou.

Uvedená pomocná konštrukcia môže obsahovať aspoň jeden medziľahlý spoj, ktorý môže byť otočný spoj, a aspoň jeden pevný spojovací prvok, ovládajúci jeden stupeň voľnosti koncového prvku, vyplývajúci z medzilahlého spoja. Je tak možné, aby uvedený pevný vodiaci prvok bol kĺbovo pripevnený medzi uvedeným medzilahlým spojom a vodiacim členom ramena uvedenej nosnej a hnacej konštrukcie, pričom koncový prvok je pevne pripevnený k plošine. Je tiež možné, aby medzilahlý spoj bol usporiadaný na pevnom prvku, ktorý je otočné usporiadaný na plošine alebo na koncovom prvku.

Vo variante uskutočnenia môže byť uvedený pevný vodiaci prvok kĺbovo pripevnený medzi uvedeným medzilahlým spojom a vodiacim členom ramena uvedenej nosnej a hnacej konštrukcie, pričom koncový prvok je otočné usporiadaný na plošine.

V inom variante uskutočnenia je uvedený pevný vodiaci prvok kĺbovo pripevnený medzi medzilahlým spojom a plošinou, pričom koncový prvok je otočné usporiadaný na uvedenej plošine.

V jednom výhodnom uskutočnení sú aspoň niektorými zo spojov gulové a objímkové spoje, pričom uvedená nosná a hnacia konštrukcia je usporiadaná tak, aby umožňovala pohyb koncového prvku v trojrozmernom priestore, pričom pracovný priestor sa rozprestiera v objeme, stanovenom amplitúdou pohybov uvedených vodiacich členov.

V inom výhodnom uskutočnení sú aspoň tromi pracovnými spojmi otočné spoje, pričom osi otáčania sú vzájomne rovnobežné a pracovný priestor je obmedzený na oblasť, nachádzajúcu sa v rovine kolmej na uvedenú referenčnú rovinu a na os otáčania. Je tak možné, aby stroj alebo nástroj bol vybavený podperou, ktorá je schopná pohybovať sa pozdĺž osi, rovnobežnej s osou otáčania, a ktorá slúži na prichytenie obrobku, na ktorý pôsobí koncový prvok.

Takže v súlade s predmetom tohto vynálezu bolo vyvinuté kinematické zariadenie na nesenie a programovateľné premiestňovanie koncového prvku stroja alebo pristroja, obsahujúce pevnú základňu, vymedzujúcu referenčnú rovinu, pričom uvedené zariadenie obsahuje nosnú a hnaciu konštrukciu s aspoň dvoma pevnými ramenami, pripojenými prostredníctvom príslušných koncov k členom, vedeným tak, že každý z nich sa pohybuje len s jedným stupňom voľnosti vzhľadom na základňu, a prostredníctvom príslušných druhých koncov k plošine, pripojenej na uvedený koncový prvok, pričom spojeniami medzi ramenami a plošinou a medzi ramenami a vodiacimi členmi sú spoje, pričom pohyb uvedených vodiacich členov umožňuje pohyb uvedenej plošiny v napred stanovenom pracovnom priestore. Za účelom umožnenia otáčania koncového prvku okolo osi, prislúchajúcej k plošine, nosná a pomocnú konštrukciu, prispôsobenú výslednej sily, ktorá stanovuje hnacia konštrukcia obsahuje na prenos otáčanie na koncový prvok koncového prvku okolo uvedenej osi v závislosti koordinovaných pohyboch j edného vodiacich členov, z ktorých sa na j ednom alebo viacerých každý pohybuje alebo viacerých pomocných s j edným stupňom voľnosti vzhľadom na základňu, pričom uvedená pomocná konštrukcia obsahuje aspoň jeden kĺbový systém, ktorý je uskutočnený z pevného hnacieho prvku, pripojeného na jednom zo svojich koncov prostredníctvom spoja k pomocnému prvku, vedenému tak, že sa pohybuje s jedným stupňom voľnosti vzhľadom k základni, a z časti uvedenej pomocnej konštrukcie, prenášajúcej uvedenú výslednú silu na koncový prvok, pričom geometrické usporiadanie prenosovej časti je také, že nezávisle na polohe koncového prvku v uvedenom napred stanovenom pracovnom priestore je výsledná sila vyvodzovaná prostredníctvom pevného hnacieho prvku na uvedenú prenosovú časť v bode uplatnenia, pričom priemet uvedenej výslednej sily do roviny kolmej na uvedenú os, združenú s plošinou, má v uvedenom bode uplatnenie taký smer, že pracovný prvok je podrobený využiteľnému momentu v celom pracovnom priestore.

Uvedená časť pomocnej konštrukcie, ktorá prenáša otáčavú silu na koncový prvok, s výhodou obsahuje otočnú dosku, kĺbovo pripevnenú na koncový prvok okolo osi, rovnobežnej s uvedenou osou, združenou s plošinou, a vodiacu tyč, kĺbovo pripevnenú na jednom zo svojich koncov k otočnej doske prostredníctvom medziľahlého spoja a na svojom druhom konci k vodiacemu členu na nesenie jedného z ramien nosnej a hnacej konštrukcie, takže pevný hnací prvok pôsobí na otočnú dosku, pričom vodiaca tyč reguluje smer výslednej sily.

Koncový prvok a plošina tvoria s výhodou dva členy, ktoré sú k sebe pripevnené, pričom os, združená s plošinou, je stanovená umiestnením spojov, ktorých prostredníctvom sú ramená kĺbovo pripevnené k plošine (obr. 3, obr. 4, obr. 5, obr. 6).

Koncový prvok a plošinu môžu s výhodou tvoriť dva odlišné členy, združené spolu vzájomne prostredníctvom spoja, pričom plošina je usporiadaná na základni tak, že uvedené vodiace členy ju obmedzujú len na premiestňovací pohyb, pričom uvedenou osou, združenou s plošinou, je os spoja, ktorého prostredníctvom je koncový prvok kĺbovo pripevnený k plošine (obr. 7 a obr. 8).

Koncový prvok a plošina môžu s výhodou vytvárať jediný kompozitný člen z dvoch častí, ktoré sú spolu vzájomne spojené, pričom os, združená s plošinou, je určená umiestnením spojov, ktorých prostredníctvom sú ramená kĺbovo pripevnené k plošine, pričom uvedená premiestňovacia časť pomocnej konštrukcie obsahuje prvok, ktorý vyčnieva bočné vzhľadom k uvedenému kompozitnému členu a na ktorom je umiestnený spoj medzi pevným hnacím prvkom a koncovým prvkom, pričom tento spoj určuje uvedený bod pôsobenia a geometrický tvar uvedeného premiestňovania, určujúcej podmienky, za ktorých sú uplatňované sily (obr. 1).

Zariadenie podľa tohto vynálezu, u ktorého koncový prvok a plošina vytvárajú jediný kompozitný člen z dvoch častí, ktoré sú k sebe vzájomne pripevnené, je ďalej charakterizované tým, že uvedená premiestňovacia časť pomocnej štruktúry je tvorená len spojom medzi pevným hnacím členom a koncovým prvkom, určujúcim miesto uvedeného bodu uplatnenie, pričom jeden alebo viacero vodiacich členov pomocnej konštrukcie je umiestnených na základni tak, že riadi pevný hnací prvok pozdĺž priamky tak, že umiestnenie bodu uplatnenia na koncovom prvku obmedzuje výslednú silu tak, že má smer kolmý na priamku, spájajúcu uvedené umiestnenia spoja s osou, združenou s plošinou (obr. 2).

Uvedená nosná a hnacia konštrukcia s výhodou obsahuje prostriedky, ovládané aspoň jedným pomocným vodiacim členom, umiestneným na pohyb s jedným stupňom voľnosti vzhľadom k základni tak, že plošina sa pohybuje v smere rovnobežnom s uvedenou osou otáčania, združenou s plošinou, pričom

uvedené prostriedky	sú	kombinované	s	uvedenou pomocnou
konštrukciou (obr. 1,	obr.	2, obr. 3 a	obr	• ⁵> ·
Aspoň niektorými	zo	spojov sú	s	výhodou guľové a

objímkové spoje, pričom uvedená nosná a hnacia konštrukcia je usporiadaná tak, že umožňuje pohyb koncového prvku v troch rozmeroch, pričom pracovný priestor sa rozprestiera v priestore, stanovenom amplitúdou pohybov uvedených vodiacich členov.

Aspoň tromi z pracovných spojov sú s výhodou otočné spoje, pričom osi otáčania sú vzájomne rovnobežné a pracovný priestor je obmedzený na oblasť, nechádzajúcu sa v rovine kolmej na uvedenú referenčnú rovinu a na os otáčania.

Stroj alebo pristroj s výhodou obsahuje podperu, ktorá je schopná sa pohybovať pozdĺž osi, rovnobežnej s osou otáčania, a ktorá slúži na prichytenie obrobku, na ktorý pôsobí koncový prvok.

Pretože je objem pracovného priestoru, do ktorého má koncový prvok prístup, napred stanovený, tak rozmery, umiestnenie a usporiadanie nosnej a hnacej konštrukcie sú s výhodou stanovené výpočtom ako funkcie uvedeného objemu.

Aspoň jeden z vodiacich členov je s výhodou vedený na premiestňovanie.

Aspoň jeden z vodiacich členov je tiež s výhodou vedený na otáčanie.

Aspoň jedným z vodiacich členov je s výhodou motorom poháňaný člen.

Vyššie uvedenými spojmi sú s výhodou otočné spoje, gulové a objímkové spoje alebo univerzálne spoje.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude v ďalšom podrobnejšie objasnený na príkladoch jeho konkrétneho uskutočnenia, ktorých opis bude podaný s prihliadnutím na priložené obrázky výkresov, kde:

obr. 1 znázorňuje celkový perspektívny pohľad na prvé uskutočnenie zariadenia podľa tohto vynálezu;

obr. 2 znázorňuje celkový perspektívny pohľad na prvý variant prvého uskutočnenia zariadenia podľa tohto vynálezu;

obr. 3 znázorňuje celkový perspektívny pohľad na druhé uskutočnenie zariadenia podľa tohto vynálezu;

obr. 4 znázorňuje schematický nárysný pohľad na variant druhého uskutočnenia zariadenia podľa tohto vynálezu;

obr. 5 znázorňuje celkový perspektívny pohľad na tretie uskutočnenie zariadenia podľa tohto vynálezu;

obr. 6 znázorňuje schematický nárysný pohľad na tretie uskutočnenie zariadenia podľa tohto vynálezu;

obr. 7 znázorňuje celkový perspektívny pohľad na štvrté uskutočnenie zariadenia podľa tohto vynálezu;

obr. 8 znázorňuje celkový perspektívny pohľad na variant štvrtého uskutočnenia zariadenia podľa tohto vynálezu;

obr. 9 znázorňuje schematický perspektívny pohľad na využitie variantu druhého uskutočnenia zariadenia podľa tohto vynálezu u obrábacieho nástroja; a obr. 10 znázorňuje celkový perspektívny pohľad na druhý variant prvého uskutočnenia zariadenia podlá tohto vynálezu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

V nasledujúcom opise je výraz „pracovný spoj používaný na označovanie spoja, ktorý je potrebný na funkciu zariadenia, ku ktorému je pripevnený, na rozdiel od spojov, ktoré umožňujú vnútornú pohyblivosť, ako je napríklad tyč, vybavená dvoma guľovými a objímkovými spojmi na svojich koncoch, a ktorá sa môže otáčať okolo svojej vlastnej osi, ktorá ale neposkytuje žiadnu funkčnosť.

Na obrázkoch výkresov sú schematicky znázornené nosné a poháňacie zariadenia, ktorá sú vhodné na využitie u strojných nástrojov, prístrojov alebo robotov, alebo ďalej u niektorých typov pracovných strojov, ako sú napríklad montážne stroje.

U stroja na premiestňovanie obrobkov môže byť koncový prvok tvorený zvierajúcou čelusťou alebo sacou miskou, alebo niektorým iným typom úchopného člena. Strojný nástroj môže mať koncový prvok tvorený buď vretenom, nesúcim frézu, frézovací kotúč, vŕtaci brit, nosič obrobku a podobne, alebo ďalej vodné prúdové zariadenie, zariadenie na obrábanie s pomocou laseru, elektrické erózne zariadenie, zariadenie na odstraňovanie ostrapov, zariadenie na abrazívne čistenie pieskom, náterové zariadenie, leštiace zariadenie a podobne.

Stroj môže byť vybavený úchopnými členmi a strojnými nástrojmi na doske koncového prvku, napríklad umiestnenými na revolverovej hlave, alebo združenými s aktívnymi alebo pasívnymi zariadeniami na výmenu nástroja (to je zostava nástrojov a/alebo nosičov obrobku).

V ďalej opisovaných uskutočnení potom za účelom zjednodušenia pochopenia obrázkov výkresov je koncový prvok znázornený symbolicky prostredníctvom telesa motora, ktoré je pevne združené s pevnou časťou, nazývanou ako „plošina, pričom táto plošina je súčasťou nosnej a poháňacej konštrukcie.

Ako bude ale ďalej opísané, nasledujúci opis sa týka tiež aj prípadov, keď je koncový prvok namontovaný na plošine prostredníctvom zariadenia na otáčanie okolo osi, združeného s plošinou.

Každé z opisovaných zariadení má referenčnú základňu 1^, ktorá vo väčšine prípadov zostáva pevná. Táto referenčná základňa 1 je všeobecne tvorená jednou alebo viacerými rovinnými plochami, pripojenými na základňu stroja, pričom ale v skutočnosti môžu byť tieto plochy tiež zakrivené.

Ale pre zhodnosť opisu je podstatné, aby plochy boli definované v kartézskej sústave súradníc, na ktorej základe sú stanovené osi x, y a z pracovného priestoru. Pre ďalší opis je uvažované, že osi x a y pravouhlej sústavy súradníc sú definované v rovine základni zariadenia, pričom os y je rovnobežná s osou otáčania plošiny.

Zariadenia, schematicky znázornené na vyobrazeniach podľa obr. 1 a podľa obr. 2, sú zjednodušenými zariadeniami, u ktorých je počet konštrukčných prvkov znížený. Pracovný priestor, v ktorom sa môže pohybovať koncový prvok, nie je taký velký, ako napríklad pracovný priestor, ktorý môže byť dosahovaný u zariadenia podía obr. 3, pričom ostatné rozmery zostávajú rovnaké, ale zníženie hmotnosti pohyblivých prvkov, dosiahnuté zjednodušením konštrukcie, otvára možnosti špecifického využitia, napríklad pre také uplatnenia, keď je velmi dôležitá presnosť.

Na ploche rovinnej základni 1_ zariadenia, znázorneného na vyobrazení podľa obr. 1, je uskutočnené hranolovité vedenie 2, ktoré je priamočiare, ktoré má jeden stupeň volnosti pri premiestňovaní, a ktoré definuje os, ktorá je spravidla označovaná ako „os x.

Motorom poháňané šmýkadlá 3 a 4 sú usporiadané na hranolovitom vedení 2 tak, že pohyb týchto šmýkadiel 3 a 4 je vedený takým spôsobom, ktorý umožňuje ich pohyb nezávisle na sebe pozdĺž osi x. Na každom zo svojich koncov, to znamená na priamke, ktorá zostáva v podstate kolmá na os x, nesie každé zo šmýkadiel 3 a 4 dva guľové a objímkové spoje 5 a 6, ktoré slúžia ako opory, a ktoré sú pripojené na šmýkadle na uloženie dvojíc pevných nosných tyčí J_ a J3, pričom horné konce dvojíc pevných nosných tyči 7 a £3 ďalej nesú príslušné dvojice guľových a objímkových spojov 9 a 10, ktoré kĺbovo upevňujú plošinu 11 ku dvom ramenám, tvoreným dvojicou pevných nosných tyčí Ί_ a j3. Dve tyče z každej dvojice pevných nosných tyčí 7^ alebo 8 sú s výhodou rovnobežné.

Plošina 11 je v tomto príkladnom uskutočnení znázornená ako pravouhlý blok, ktorého pravouhlá spodná plocha nesie jeden z guľových a objímkových spojov 9 a 10 na každom zo svojich rohov. Guľové a objímkové spoje 9 alebo 10 môžu byť tiež umiestnené v ktoromkoľvek mieste v priestore tvarového objemu pravouhlého bloku plošiny 11, ale pod podmienkou, že dva guľové a objímkové spoje 2 ^{a 10 v} každej dvojici sú umiestnené na priamke, ktorá je rovnobežná s osou otáčania plošiny 11.

Plošina 11 je pevne pripevnená na telese koncového prvku 21 (aktívny alebo pasívny prvok), ako je napríklad vreteno, nesúce frézu alebo nejaký iný rotačný nástroj, pričom jeho os otáčania môže byť uhlovo uložená akýmkoľvek spôsobom vzhľadom k plošine 11.

Zariadenie ďalej obsahuje pomocnú konštrukciu, ktorá riadi a ovláda dva zostávajúce stupne voľnosti plošiny 11, a tým tiež koncového prvku 21. Táto konštrukcia obsahuje predovšetkým otočnú tyč 14, slúžiacu na pohon otáčania plošiny 11, a za druhé bočnú tyč 18, slúžiacu na ovládanie stupňa voľnosti plošiny 11 pozdĺž osi y.

Otočná tyč 14 je kĺbovo pripevnená na jednom zo svojich koncov prostredníctvom guľového a objímkového spoja 13 k motorom poháňanému šmýkadlu 12, umiestnenému na pohyb pozdĺž hranolovitého vedenia 2^ na vonkajšej strane oblasti, v ktorej sa môžu pohybovať šmýkadlá 3 a 4 na poháňanie pevných nosných tyčí 7 a _8. Na svojom druhom konci je kĺbovo pripevnená prostredníctvom guľového a objímkového spoja 15 na koniec prvku 20, pripevneného k plošine 11 a vyčnievajúceho bočné vzhľadom k tejto plošine 11.

Toto usporiadanie umožňuje zachovávať v celom pracovnom priestore uhol, ktorý je veľmi blízko k pravému uhlu, medzi smerom sily, pôsobiacej na koncový prvok na spôsobenie jeho otáčania v dôsledku pôsobenia šmýkadla 12, a priamkou, prechádzajúcou guľovými a objímkovými spojmi 10 a 15.

Táto vlastnosť je v ďalšom opise nazývaná ako „sledovanie uhlovej pevnosti otočného pohonu, pričom umožňuje dosahovanie úrovní výkonu, ktoré sú výrazne vyššie z hladiska uhlových zdvihov a pevnosti, ako je možné dosahovať v doposiaľ známych zariadeniach.

Za účelom udržiavania krútiaceho momentu, zaručujúceho uhlové umiestnenie plošiny 11 konštantné v rozmedzí uhlového pohybu s velkosťou 120°, potom druhé príkladné uskutočnenie, znázornené na vyobrazení podľa obr. 3, umožňuje prostredníctvom vlastnosti „sledovania uhlovej pevnosti v zariadení podľa tohto vynálezu dosahovať rôzne zložky výslednej sily, pôsobiacej na otočnú dosku 29 a kolmej na os 30 s veľkosťou len 15 % vzhľadom k jej minimálnej hodnote, a to pre výhodné rozmery daného zariadenia.

Výsledky radovo s rovnakou velkosťou môžeme dosahovať s pomocou ďalších príkladných uskutočnení, opísaných v nasledujúcom opise.

V dôsledku gulových a objímkových spojov, ako aj nezávisle na skutočnosti, že guľový a objímkový spoj 13 je umiestnený na rohu šmýkadla 12, ktoré je samé umiestnené v polohe, ktorá je súmerná okolo hranolovitého vedenia 2, potom opísané usporiadanie neovláda stupeň voľnosti pozdĺž osi y daného zariadenia. Toto ovládanie je dosahované s pomocou bočnej tyče 18, ktorá je kĺbovo pripevnená na jednom zo svojich koncov prostredníctvom guľového a objímkového spoja 17 k motorom poháňanému šmýkadlu 16, umiestnenému na pohyb pozdĺž hranolovitého vedenia 23, ktoré je priamočiare a ktoré má jeden stupeň voľnosti pri premiestňovaní, je rovnobežné s hranolovitým vedením 2 a je tiež umiestnené na ploche referenčnej základni 1.

Bočná tyč 18 je kĺbovo pripevnená na svojom druhom konci prostredníctvom guľového a objímkového spoja 19 na prvok 20. Tu je nutné zdôrazniť, že guľový a objímkový spoj 19 nemusí byť nutne usporiadaný na prvku 20, ale môže byť tiež usporiadaný a plošine 11 alebo na koncovom prvku 21.

Toto usporiadanie je postačujúce na zaistenie úplnej regulácie pri presúvaní koncového prvku 21 v pracovnom priestore.

Je celkom pochopiteľné, že šmýkadlá môžu byť vytvorené ako vozíky, poháňané motorom, ktorého hnacie členy zaberajú s pevnou ozubenou tyčou, alebo guľovou skrutkou, alebo reťazovým trakčným systémom, alebo iným spôsobom pomocou lineárneho motora alebo iných prostriedkov.

Každý z guľových a objímkových spojov 5, 6, 9, 10, 13, 15, 17 a 19 kĺbovo pripojuje tyč na tú časť, ktorá ho nesie, a to okolo akejkoľvek osi s amplitúdou, ktorá závisí na príslušnej konštrukcii. Gulové a objímkové spoje môžu mať konštrukciu univerzálneho spoja.

Je celkom pochopiteľné, že zariadenie podľa obr. 1 môže byť skonštruované takým spôsobom, že môže zaisťovať polohu a reguláciu polohy koncového prvku 21 velmi presne nielen v ktoromkoľvek bode v napred stanovenom pracovnom priestore xyz, ale tiež v napred stanovenej uhlovej polohe pre os koncového prvku okolo osi otáčania, ktorá je rovnobežná s osou y.

Pri neprítomnosti pomocnej konštrukcie 12 až 2 0 je zostava, obsahujúca plošinu 11 a koncový prvok 21 nesená ramenami 7 a 8^, pričom pre každú polohu šmýkadiel 3_ a 4 tu zostávajú dva stupne volnosti: pohyb po kruhovom oblúku v rovine yz prostredníctvom deformácie paralelogramov Ί. a 8 a otáčanie okolo okamžitej osi otáčania, rovnobežnej s osou y a zodpovedajúcej priesečnici rovín, tvorených príslušne osami ramien Ί_ a osami ramien

Tieto dva stupne volnosti sú presne regulované prostredníctvom relatívnej polohy šmýkadiel 12 a 16 pozdĺž hranolovitého vedenia 2 a 23. Polohy hranolovitých vedení a dĺžky otočnej tyče 14 a bočnej tyče 18 úplne vymedzujú pracovný priestor, ktorý môže koncový prvok 21 dosiahnúť.

V príkladnom uskutočnení, ktoré je znázornené na vyobrazení podľa obr. 1 sú hranolovité vedenia 2^ a 23 vytvorené ako rovnobežné vedenia, ale v skutočnosti môžu byť tiež umiestnené v akomkoľvek smere daného priestoru alebo môžu byť uskutočnené ako zakrivené.

Podobne sa môžu šmýkadlá 3, 4 a 12 pohybovať pozdĺž samostatných vedení.

Okrem toho môžu byť priamočiare hranolovité vedenia nahradené otočné umiestnenými pákami, majúcimi jeden stupeň volnosti: takže napríklad šmýkadlá 3 a 4 môžu byť nahradené dvoma pákami, majúcimi osi otáčania, ktoré sú rovnobežné s osou y.

Šmýkadlá 12 a 16 môžu byť nahradené pákami, majúcimi osi otáčania, ktoré sú umiestnené akýmkoľvek spôsobom. Páky môžu byť prípadne poháňané motorom. Vyššie uvedené poznámky sa tiež týkajú všetkých ďalších uskutočnení a variantov, ktoré budú opísané v ďalšom.

Na vyobrazení podľa obr. 10 je znázornené príkladné uskutočnenie druhého variantu prvého uskutočnenia, znázorneného na vyobrazení podľa obr. 1, pričom v tomto druhom uskutočnení sú šmýkadlá 2 a 4 nahradené pákami 3' a 4', pričom šmýkadlá 12 a 16 sú nahradené pákami 12' a 16'.

Na vyobrazení podlá obr. 2 je znázornený zjednodušený variant pomocnej konštrukcie prvého uskutočnenia.

V tomto variante sú motorom poháňané šmýkadlá 12 ' a 16' otočnej tyče 14' a bočnej tyče 18' umiestnené na príslušných hranolovitých vedeniach 22 a 23', ktoré sú priamočiare, ktoré majú jeden stupeň voľnosti a ktoré sú rovnobežné s hranolovitým vedením 2, to znamená, že sú uhlovo umiestnené pozdĺž osi x, ale zdvihnuté tak, že sú umiestnené v určitej vzdialenosti pozdĺž osi z vzhľadom k rovine základni 1^.

Tieto vedenia 22 a 23 ' sú umiestnené na každej strane zvislej roviny xz súmernosti zariadenia. Z hľadiska usporiadania vedení 22 a 23 ' nie je prítomnosť prvku 20 nutná na dosiahnutie postačujúcej uhlovej pevnosti, pričom guľové a objímkové spoje 15' a 19' môžu byť namontované priamo na plošine 11, s výhodou na jednom z koncov jej hornej plochy.

Tu je nutné zdôrazniť, že v tomto variante sa obidve tyče 14' a 18 ' podieľajú na poháňaní otáčania a na regulácii stupňa voľnosti pozdĺž osi y.

Na vyobrazení podľa obr. 3 je znázornené druhé uskutočnenie zariadenia podľa tohto vynálezu, a to v rovnakom schematickom perspektívnom pohľade, ako na obr. 1.

Celý rad z hore opisovaných prvkov, je možné rozoznať aj na obr. 3, pričom tieto prvky sú označované rovnakými vzťahovými značkami.

Takže na obr. 3 sú znázornené dve hranolovité vedenia 2 a 23, ktoré sú rovnobežné a ktoré prebiehajú pozdĺž osi x, a dve šmýkadlá .3 ^a á' ktoré hrajú rovnakú úlohu, ako prvky, označené rovnakými vzťahovými značkami, v prvom uskutočnení, to znamená, že nesú dve dvojice nosných tyčí Ί_ a 8 prostredníctvom guľových a objímkových spojov 5 a 6, pričom každá dvojica nosných tyčí '7 a 8 nesie dva guľové a objímkové spoje 9 alebo 10, pripojené rovnako ako na vyobrazení podľa obr. 1 k plošine 11, pripevnenej na koncový prvok 21.

Usporiadanie „ramien na nesenie v prvom pomocná uskutočnení predmetu tohto konštrukcia, ktorá plošiny je rovnaké, ako vynálezu, zatial čo sa riadi a reguluj e dva zvyškové stupne konštrukcie voľnosti koncového podľa prvého prvku 21, líši uskutočnenia od pomocnej predmetu tohto vynálezu.

Rovnako konštrukcia namontované podľa obr. tyč a

potom pomocná bočnú ako na vyobrazení obsahuje otočnú na šmýkadlách 12 pohybujú pozdĺž hranolovitého hranolovitého vedenia

16, ktoré sa vedenia tyč 18, príslušne pozdĺž uskutočnení podľa obr.

23, a to

1.

rovnakým spôsobom, ako v otáčania plošiny má obr. 3 tri pevné členy, a to najmä otočnú tyč 14 a vodiacu tyč 27. Otočná doska 29 je na plošinu 11 prostredníctvom čapu, ktorého os 30 je rovnobežná s osou y. To je znázornené vo forme prvku v tvare

Ale na ovládanie zariadenie podľa hnaciu dosku 29, kĺbovo pripevnená ktorého os 30

1ichobežnika, pričom jeho predný okraj nesie dva guľové a objímkové spoje 15 a 19 na kĺbové prichytenie tyčí 14 a 18, a tretí guľový a objimkový spoj 28, ktorý je kĺbovo pripevnený na vodiacu tyč 27.

Druhý koniec vodiacej tyče 27 je pripevnený prostredníctvom guľového a objímkového spoja 26 k časti 25 šmýkadla 3. Umiestnenie guľového a objímkového spoja 26 na šmýkadle 2 nie í^e rozhodujúce. Guľový a objímkový spoj 26. môže tiež byť viacej vpredu alebo viacej vzadu, rovnako ako vyššie alebo nižšie. Podobne môžu byť stredy guľových a objímkových spojov 28 a 15 umiestnené kdekoľvek v priestore otočnej dosky 29, ale nesmú byť umiestnené na ose 30.

Bočná tyč 18 nemusí byť nutne pripojená na otočnú dosku, lebo môže byť skôr pripojená na akýkoľvek iný prvok hnacieho zariadenia, aby bol zaručený pohyb pozdĺž osi y.

Koncový prvok je pripevnený, pokial sú šmýkadlá 3_, 4, 12 a 16 samé pripevnené na ich príslušných hranolovitých vedeniach, pričom akýkoľvek pohyb, či už otočný okolo osi, rovnobežnej s osou 3, alebo posuvný na obrobku môže byť vedený a regulovaný prostredníctvom poháňania motorov, ktoré poháňajú uvedené šmýkadlá.

Na vyobrazení podľa obr. 4 je znázornený variant druhého uskutočnenia predmetu tohto vynálezu bez bočného pohybu.

Je tu možné vidieť rovnakú nosnú konštrukciu s dvoma ramenami, umiestnenými na šmýkadlách, rovnako ako rovnakú pomocnú otočnú konštrukciu s medziľahlým spojom, ako v predchádzajúcich uskutočneniach. V dôsledku neprítomnosti šmýkadla 16 a bočnej tyče 18 je pohyb pozdĺž osi y v tomto príkladnom uskutočnení dosahovaný prostredníctvom relatívneho pohybu medzi zariadením a prostriedkami na pridržiavanie predmetu, na ktorý koncový prvok pôsobí. Je možné tiež použiť výrazy „pravostranné a lavostranné zariadenie.

V tomto príkladnom uskutočnení základňa 1 nesie jediné hranolovité vedenie 2_, na ktorom sú usporiadané všetky tri šmýkadlá 3^ 4 a 12. Za účelom zabránenia akémukoľvek neregulovanému bočnému pohybu plošiny musia byť dve tyče jednej z dvojíc nosných tyčí 7 alebo 8 spojené vzájomne pevne, čo je to isté, ako nahradenie v aspoň jednom z ramien dvojice tyčí jediným prvkom, v ktorom na aspoň jednom z ramien sú guľové a objímkové spoje nahradené otočnými spojmi, ktorých osi sú rovnobežné s osou 30. Je tiež možné použiť aj iné uskutočnenia, majúce dva otočné spoje.

Pomocná konštrukcia, ktorá otáča plošinou 11, pripevnenou na koncový prvok 21, okolo guľových a objímkových spojov 9^ a 10, obsahuje čap 30 a otočnú dosku 29, na ktorej prednom okraji sú umiestnené medziľahlé spoje 28 a 15, pripojujúce otočnú dosku 29 k vodiacej tyči 27 a k otočnej hnacej tyči 14, ktorá sama je pripevnená v spoji 13 šmýkadla 12. Spoje 9 a 10 môžu byť kombinované tak, že ich osi splývajú. To isté sa týka tiež spojov 15 a 28.

Na vyobrazení podľa obr. 4 je čiarkovanými čiarami znázornený rozsah uhlového pohybu, ktorý môže pomocná konštrukcia udieľať plošine 11 len prostredníctvom pohybu šmýkadla 12 medzi dvoma koncovými polohami 12a a 12b. Zodpovedajúce polohy vodiacej tyče 27 sú označené vzťahovými značkami 27a a 27b.

Tretie uskutočnenie predmetu tohto vynálezu, ktoré je znázornené na vyobrazení podľa obr. 5, sa líši od uskutočnenia podľa obr. 3 najmä usporiadaním otočnej dosky 29' , ktorá, pokial sa šmýkadlo 12 pohybuje v rovnakom smere, spôsobuje opačný pohyb plošiny v porovnaní s pohybom plošiny zariadenia podľa obr. 3. V niektorých prípadoch toto usporiadanie umožňuje dosiahnuť obzvlášť výhodné prevádzkové podmienky.

V tomto príkladnom uskutočnení je tiež koncový prvok 21 pripevnený pevne k plošine 11, pričom všetky spoje sú tvorené guľovými a objímkovými spojmi, s výnimkou (jednoduchého) spoja 3_0, ktorého prostredníctvom je otočná doska 29' kĺbovo pripevnená na plošinu, a tento spoj je uhlovo umiestnený pozdĺž osi y.

V tomto príkladnom uskutočnení tiež základná doska 1^ nesie dve rovnobežné hranolovité vedenia 2 a 23 . Dve šmýkadlá 3_ a 4, ktoré pôsobia presne rovnakým spôsobom, ako šmýkadlá 3^ a 4 podľa obr. 3, sú usporiadané na hranolovitom vedení 2. Prostredníctvom guľových a objímkových spojov ES a 6 potom nesú dvojice nosných tyčí 7 a 8, vytvárajúcich paralelogramy a vymedzujúcich dve nosné ramená na nesenie plošiny 11.

Rovnako ako v uskutočnení podľa obr. 3 nie sú umiestnenia guľových a objímkových spojov na otočnej doske 29' rozhodujúce, pod podmienkou, že nie sú umiestnené na ose 30. Pomocnú konštrukciu s dvoma pevnými členmi a s medzilahlým spojom je tiež možné nájsť v tomto príkladnom uskutočnení.

Ale zostava je uskutočnená tak, že k otočnému pohybu plošiny 11 dochádza v smere opačnom, ako je smer, v ktorom sa otáča plošina v zariadení podía obr. 3. V tomto prípade je šmýkadlo 12 umiestnené na hranolovitom vedení 2 tak, že sa pohybuje medzi šmýkadlami 3_ a 4, pričom usporiadanie otočnej dosky 29' a otočnej tyče 14 bočnej tyče 18 a vodiacej tyče 27 je zvolené tak, že otočná tyč sa môže otáčať medzi nosnými tyčami 7.

Variant uskutočnenia zariadenia podlá obr. 5 bez bočného pohybu je znázornený na vyobrazení podľa obr. 6.

Toto zariadenie môže byť v skutočnosti považované za obrátené uskutočnenie zariadenia podľa obr. 4, pričom jediný rozdiel oproti zariadeniu, majúcemu tri stupne voľnosti a znázornenému na obr. 4, spočíva v polohe spoja 30 na plošine v porovnaní s otočnými spojmi 9 a 10.

Je nutné poznamenať, že vo všetkých príkladných uskutočneniach, znázornených na vyobrazeniach podľa obr. 3 až obr. 6, môže byť guľový a objímkový spoj 15 tiež pripevnený na tyči 27, a to pod podmienkou, že nesplýva s guľovým a objímkovým spojom 2_6, alebo na tyči 18, a to pod podmienkou, že nesplýva s guľovým a objímkovým spojom 17, alebo môže byť guľový a objímkový spoj 28 pripevnený na tyči 14, a to pod podmienkou, že nesplýva s guľovým a objímkovým spojom 13, alebo na tyči 27, a to pod podmienkou, že nesplýva s guľovým a objímkovým spojom 26.

Podobne môže byť guľový a objímkový spoj 19 pripevnený na tyči 14, a to pod podmienkou, že nesplýva s guľovým a objímkovým spojom 13, alebo na tyči 27, a to pod podmienkou, že nesplýva s guľovým a objírakovým spojom 26.

A konečne môžu byť guľové a objímkové spoje 9 pripevnené na tyčiach _8, a to pod podmienkou, že nesplývajú s guľovými a objímkovými spojmi 6, alebo môžu byť guľové a objímkové spoje 10 umiestnené na tyčiach ]_, a to pod podmienkou, že nesplývajú s guľovými a objímkovými spojmi 5.

Zatiaľ čo vo všetkých hore opísaných príkladných uskutočneniach je koncový prvok pevne pripevnený k plošine, tak na vyobrazeniach podľa obr. 7 a podľa obr. 8 sú znázornené príklady štvrtého uskutočnenia predmetu tohto vynálezu, v ktorom nie je koncový prvok 21 pevne obmedzený v pohybe s plošinou, označenou vzťahovou značkou 50.

Konštrukcia na nesenie a zaisťovanie pohybu plošiny je v týchto dvoch príkladných uskutočneniach konštrukciou takého typu, ktorý je opísaný napríklad v patentovom spise EP 0 270 470 a v patentovom spise US 4 976 582, to znamená, že ide o konštrukciu, v ktorej sú tri základné stupne voľnosti plošiny zaisťované rovnobežne na základe troch motorom poháňaných šmýkadiel 40, 41, 42, pohybujúcich sa pozdĺž príslušného z troch rovnobežných hranolovitých vedení 43, 44 a 45, pričom každé poháňa príslušné rameno 46, 47, 4 8, nesúce plošinu tak, aby bola udržiavaná rovnobežnosť plošiny vzhľadom na základňu 1^.

Každé z troch ramien v hore opísané konštrukcii je tvorené dvojicou nosných tyčí 46, 4 7 a 4 8, kĺbovo pripevnených prostredníctvom guľových a objímkových spojov na šmýkadlá, ktoré ich nesú na jednej strane plošiny.

Konštrukcia má tak tri deformovaťeIné paralelogramy, ktoré udržujú plošinu rovnobežnú so základňou, pričom umožňujú ovládať pohyby pri posúvaní plošiny v pracovnom priestore. V tomto príkladnom uskutočnení je koncový prvok 21 kĺbovo pripevnený k plošine takým spôsobom, že je otočný okolo osi 51, združenej s plošinou.

Pomocná konštrukcia, ktorá umožňuje zaisťovať otáčanie koncového prvku 21 regulovateľným spôsobom okolo osi 51, obsahuje otočnú dosku 29'', otočné pripevnenú jedným zo svojich koncov na koncovom prvku 21 na otáčanie okolo osi 30', a spolupracujúcu s otočnou tyčou 14' ' a s vodiacou tyčou 27' ' . Otočná tyč 14' ' je kĺbovo pripevnená jedným zo svojich koncov k motorom poháňanému šmýkadlu 12/', ktoré sa môže pohybovať pozdĺž hranolovitého vedenia 43, pričom je druhým svojim koncom kĺbovo pripevnená na otočnej doske 29' .

Vodiaca tyč 27' ' je kĺbovo pripevnená jedným svojim koncom 26' ' na šmýkadle 40, pričom je kĺbovo pripevnená svojim druhým koncom na dosku 50, a to v mieste, ktoré nesplýva s osou 22/ ·

Vo variante tohto uskutočnenia môže byť spoj 26/ ' tiež pripevnený na plošine 50 v mieste, ktoré nesplýva s osou 51.

Tieto varianty uskutočnenia, znázornené na vyobrazeniach podľa obr. 7 a podľa obr. 8, sa odlišujú v tom, že ich usporiadanie otočnej dosky 29'' zaisťuje otočné pohyby koncového prvku 21, ktoré sú opačné, pokiaľ sa šmýkadlo 12'' pohybuje rovnakým smerom.

Rovnako ako v ďalších hore opísaných uskutočneniach môžu byť šmýkadlá 40, 41 a 42 nahradené otočné umiestnenými pákami, pričom je nevyhnutné, aby osi otáčania týchto pák v tomto príkladnom uskutočnení boli rovnobežné s príslušnými osami, prechádzajúcimi stredmi guľových a objímkových spojov, umiestnených na základniach ramien 46, 4 7 a 48. Šmýkadlo 12' ' môže byť nahradené pákou, umiestnenou otočné okolo osi, umiestnenej akýmkoľvek spôsobom.

Je nutné poznamenať, že v príkladných uskutočneniach, znázornených na vyobrazeniach podľa obr. 7 a podľa obr. 8, môže byť guľový objímkový spoj 15 ' ' tiež pripevnený na tyči 27' ' , a to pod podmienkou, že nesplýva s guľovým a objímkovým spojom 26'', alebo guľový a objímkový spoj 28'' môže byť pripevnený na tyči 14 ' ' , a to pod podmienkou, že nesplýva s guľovým a objímkovým spojom 13''.

Na vyobrazení podľa obr. 9 je znázornený príklad využitia zariadenia podľa tohto vynálezu pri obrábacom nástroj i.

Uskutočnenie, ktoré bolo zvolené na znázornenie tohto využitia, je podobné, ako uskutočnenie, znázornené na obr. 3, len s tou výnimkou, že šmýkadlá 60 a 61, zodpovedajúce šmýkadlám 12 a 16 pri zariadení podľa obr. 2, sú vedené na samostatných hranolovitých vedeniach, ktoré sú rovnobežné s osou x. Šmýkadlá 48 a 49 zodpovedajú šmýkadlám 3 a 4 pri zariadení podľa obr. 3.

Základňa 1^ je tvorená doskou, ktorá je sklonená pod uhlom napríklad 45° nad pracovním stolom 89, ktorý je vybavený otočným stolom 22' ktorého os je napríklad zvislá. Otočný stôl 90 je určený na uloženie obrobku, na ktorom môže nástroj na koncovom prvku 92, ktorý je pripevnený k plošine 91, uskutočňovať rôzne obrábacie operácie.

Je tiež možné vybaviť konečný prvok 92 nosičom obrobku, ktorý je prípadne poháňaný, a nahradiť otočný stôl jedným alebo viacerými motorom poháňanými alebo pasívnymi nástrojmi, alebo je možné uskutočniť kombináciu obidvoch typov nástrojov a uskutočňovať strojné obrábanie prostredníctvom zaisťovania pohybu obrobku pozdĺž nástrojov.

Všeobecne je možné pridať druhú tyč ku každej jedinej tyči, napríklad k tyči 14, 18 a 27, pričom druhá tyč bude rovnobežná s jedinou tyčou a bude s ňou pracovať celkom zhodne. To umožní zdokonaliť stabilitu zariadenia a zvýšiť jeho pevnosť. Nepriaznivé účinky výsledného vedenia môžu byť do veľkej miery odstránené s pomocou známych riešení, ako je napríklad zaistenie vysokej presnosti alebo vloženie vyvažovacej páky.

Claims

NÁROKY

1. Kinematické zariadenie na nesenie a programovateľné premiestňovanie koncového prvku (21) stroja alebo prístroja, obsahujúce pevnú základňu (1), vymedzujúcu referenčnú rovinu, pričom uvedené zariadenie obsahuje nosnú a hnaciu konštrukciu s aspoň dvoma pevnými ramenami (7, 8; 46, 47, 48), pripojenými prostredníctvom príslušných koncov k členom (3, 4; 40, 41, 42), vedeným tak, že každý z nich sa pohybuje len s jedným stupňom voľnosti vzhľadom k základni, a prostredníctvom príslušných druhých koncov k plošine (11; 50), pripojenej k uvedenému koncovému prvku, pričom spojeniami medzi ramenami a plošinou a medzi ramenami a vodiacimi členmi sú spoje, pričom pohyb uvedených vodiacich členov umožňuje pohyb uvedenej plošiny v napred stanovenom pracovnom priestore, vyznačujúce sa tým , že za účelom umožnenia otáčania koncového prvku (21) okolo osi, prislúchajúcej k plošine (11; 50) nosná a hnacia konštrukcia obsahuje pomocnú konštrukciu, prispôsobenú na prenos na koncový prvok výslednej sily, ktorá stanovuje otáčanie koncového prvku okolo uvedenej osi v závislosti na jednom alebo viacerých koordinovaných pohyboch jedného alebo viacerých pomocných vodiacich členov (12, 16), z ktorých sa každý pohybuje s jedným stupňom voľnosti vzhľadom k základni, pričom uvedená pomocná konštrukcia obsahuje aspoň jeden kĺbový systém, ktorý je uskutočnený z pevného hnacieho prvku (14), pripojeného na jednom zo svojich koncov prostredníctvom spoja (13) k pomocnému prvku (12), vedenému tak, že sa pohybuje s jedným stupňom voľnosti vzhľadom k základni, a z časti (20, 15; 11, 15; 29, 30, 26, 27, 28, 15) uvedenej pomocnej konštrukcie, prenášajúcej uvedenú výslednú silu na koncový prvok, pričom geometrické usporiadanie prenosovej časti je také, že nezávisle na polohe koncového prvku v uvedenom napred stanovenom pracovnom priestore je výsledná sila vyvodzovaná prostredníctvom pevného hnacieho prvku (14) na uvedenú prenosovú časť v bode uplatnenia (15), pričom priemet uvedenej výslednej sily do roviny kolmej na uvedenú os, združenú s plošinou, má v uvedenom bode uplatnenia taký smer, že pracovný prvok je podrobený využiteľnému momentu v celom pracovnom priestore.
2. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačuj úce sa tým, že uvedená časť pomocnej konštrukcie, ktorá prenáša otáčavú silu na koncový prvok, obsahuje otočnú dosku (29) , kĺbovo pripevnenú ku koncovému prvku (21) okolo osi (30) , rovnobežnej s uvedenou osou, združenou s plošinou, a vodiaca tyč (27), kĺbovo pripevnená na jednom zo svojich koncov k otočnej doske prostredníctvom medziľahlého spoja (28) a na svojom druhom konci na vodiaci člen (3) na nesenie jedného z ramien (7) nosnej a hnacej konštrukcie, takže pevný hnací prvok (14) pôsobí na otočnú dosku (29), pričom vodiaca tyč (27) reguluje smer výslednej sily.
3. Zariadenie podľa nároku 2, vyznačuj úce sa tým, že koncový prvok a plošina sú dva členy, ktoré sú k sebe pripevnené, pričom os, združená s plošinou, je stanovená umiestnením spojov, ktorých prostredníctvom sú ramená kĺbovo pripevnené k plošine (obr. 3, obr. 4, obr. 5, obr. 6).
4. Zariadenie podľa nároku 2, vyznačujúce sa tým, že koncový prvok a plošina sú dva odlišné členy, združené spolu vzájomne prostredníctvom spoja (51) , pričom plošina (50) je usporiadaná na základni tak, že uvedené vodiace členy ju obmedzujú len na premiestňovací pohyb, pričom uvedenou osou, združenou s plošinou, je os (51) spoja, ktorého prostredníctvom je koncový prvok (21) kĺbovo pripevnený k plošine (50) (obr. 7 a obr. 8) .
5. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačuj úce sa tým, že koncový prvok a plošina vytvárajú jediný kompozitný člen zo dvoch častí, ktoré sú spolu vzájomne spojené, pričom os, združená s plošinou, je určená umiestnením spojov, ktorých prostredníctvom sú ramená kĺbovo pripevnené k plošine, pričom uvedená premiestňovacia časť pomocnej konštrukcie obsahuje prvok (20), ktorý vyčnieva bočné vzhľadom k uvedenému kompozitnému členu a na ktorom je umiestnený spoj (15) medzi pevným hnacím prvkom a koncovým prvkom, pričom tento spoj určuje uvedený bod pôsobenia a geometrický tvar uvedeného premiestňovania, určujúci podmienky, za ktorých sú uplatňované sily (obr. 1).
6. Zariadenie podľa nároku 1, pri ktorom koncový prvok a plošina vytvárajú jediný kompozitný člen (11) z dvoch častí, ktoré sú k sebe vzájomne pripevnené, vyznačuj úce sa tým, že uvedená premiestňovacia časť pomocnej štruktúry je tvorená len spojom (15) medzi pevným hnacím členom (14) a koncovým prvkom (11), určujúcim miesto uvedeného bodu uplatnenia, pričom jeden alebo viacero vodiacich členov pomocnej konštrukcie je umiestnených na základni tak, že riadi pevný hnací prvok (14) pozdĺž priamky tak, že umiestnenie bodu uplatnenia na koncovom prvku obmedzuje výslednú silu tak, že má smer kolmý na priamku, spájajúcu uvedené umiestnenie spoja s osou, združenou s plošinou (obr. 2).

Ί. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačuj úce sa tým, že uvedená nosná a hnacia konštrukcia obsahuje prostriedky (17, 18, 19), ovládané aspoň jedným pomocným vodiacim členom (16), umiestneným na pohyb s jedným stupňom voľnosti vzhľadom k základni tak, že plošina sa pohybuje v smere rovnobežnom s uvedenou osou otáčania, združenou s plošinou, pričom uvedené prostriedky sú kombinované s uvedenou pomocnou konštrukciou (obr. 1, obr. 2, obr. 3 a obr. 5) .
8. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačuj úce sa tým, že aspoň niektorými zo spojov sú guľové a objímkové spoje, pričom uvedená nosná a hnacia konštrukcia je usporiadaná tak, že umožňuje pohyb koncového prvku v troch rozmeroch, pričom pracovný priestor sa rozprestiera v priestore, stanovenom amplitúdou pohybov uvedených vodiacich členov.
9. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačuj úce sa tým, že aspoň tromi z pracovných spojov sú otočné spoje, pričom osi otáčania sú vzájomne rovnobežné a pracovný priestor je obmedzený na oblasť, nachádzajúcu sa v rovine kolmej na uvedenú referenčnú rovinu a na os otáčania.
10. Zariadenie podľa nároku 9, vyznačuj úce sa tým, že stroj alebo prístroj obsahuje podperu, ktorá je schopná sa pohybovať pozdĺž osi, rovnobežnej s osou otáčania, a ktorá slúži na prichytenie obrobku, na ktorý pôsobí koncový prvok.
11. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že pretože je objem pracovného priestoru, do ktorého má koncový prvok prístup, napred stanovený, tak rozmery, umiestnenie a usporiadanie nosnej a hnacej konštrukcie sú stanovené výpočtom ako funkcie uvedeného objemu.
12. Zariadenie podlá ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že aspoň jeden z vodiacich členov je vedený na premiestňovanie.
13. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že aspoň jeden z vodiacich členov je vedený na otáčanie.
14. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúce sa tým, že aspoň jedným z vodiacich členov je motorom poháňaný člen.
15. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačuj úce sa tým, že uvedenými spojmi sú otočné spoje, guľové a objímkové spoje alebo univerzálne spoje.