[发明专利]用于对物体进行处理和/或执行加工操作的装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于对物体进行处理和/或执行加工操作的装置。

具体地，本发明能在工业产业中应用在重几千克的小质量物体的移动系统中，该移动系统要求快速和精确移动。

背景技术

本发明能应用在称为“拾取和放置”系统的用于收集和定位产品的系统中、应用在产品包装或组装生产线上、应用在用于将产品分开和/或分类的机器中或者应用在物体处理系统中。

在特定情况下，本发明可以用在医学领域中，用于移动和处理手术器械，或者用在机械加工领域中，用于移动诸如铣刀、钻头、钳子或类似物的工具，或用于诸如激光器的精密仪器的大致移动和对准。

众所周知，这些系统使用由多个铰接联接机构构成的机械臂，机械臂的端部支承诸如钳子、吸盘或任何其它加工器具的工具。

具体地，在拾取和放置应用中，位于水平面上或者传送带上的物体被收集和移动，移动的方向与加工面平行或者物体的定向相对于该加工面改变，以便放到特定壳体或第二传送带的内部。

现有技术中发展出来的机器人体系结构基本上为两个类型：传统类型的臂(通常是仿人的)或者具有平行运动机构的自动装置。

大体而言，这两种方案都使用传统的致动器，该传统的致动器通常由与机械减速器相连的电动机构成，该机械减速器通常通过减小转速和增大扭矩值使得扭矩-速度特性适应于应用的需求。

仿人结构的限制实质上在于，致动器沿着构成臂的运动链系分布，从而在移动时涉及相当多的块体并且限制了操作的动态特性，由此限制了整个生产线的加工速度。要记住的是，对于每个臂而言，所要求的加工速度是每分钟收集200次的级别。

然而，传统的结构具有较大的工作空间并且通常需要更易于实现的控制算法。

平行运动机器通过将所有致动器集中在保持固定的自动操作区域而消除了上述动态限制，经由机械联接的复杂机械结构将运动传递给物体，该机械结构通常包括多于一个的臂，而该臂是轻的和刚性的。

尽管该方法给出了高动态水平，但是平行运动机械臂仅仅能够执行受限的工作空间。此外，在工作空间具有不能到达的区域进一步减小了有用的加工区域，在工作期间要避免不能到达的区域从而不使结构中断。最后，结构的复杂性使得控制算法的实现变得极为复杂。

对于这两者方案，其限制在于必须提供具有机械减速器的致动器，这除了构成额外的成本之外，还使得维护操作变得复杂，使得结构刚度变小，增大了系统中的噪声和振动，降低了系统可靠性并且使得控制过程变得复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的解决方案中所具有的缺陷。

具体地，本发明的目的在于提供用于在物体上进行处理和/或执行加工操作的装置，其将仿人结构的工作空间特性与平行运动机器的高水平动态特性和精确度结合起来。

换言之，本发明的目的在于提供用于在物体上进行处理和/或执行加工操作的装置，其能够减少在尤其是最靠近物体的区域中的运动块体，能够提供动态性能、明显较大的工作空间以及极为简单的控制结构。

此外，本发明的另一个目的在于提供用于在物体上进行处理和/或执行加工操作的装置，其设置有简化的运动结构，不具有诸如减速器、螺纹系统、用于将圆形运动转换为直线运动的系统等的辅助机械机构，从而降低了成本，增大了系统可靠性，能够更好地控制力和力矩，并且大大地简化控制算法。

附图说明

现在将借助附图中所示的用于物体的处理装置的非限制性例子、优选但非排它性的实施例进行说明，其中：

图1是根据本发明的用于处理物体的装置的透视图；

图2是图1的装置的细节正视图；

图3是图2的细节放大图。

具体实施方式

参考附图，1表示根据本发明的用于在物体上进行处理和/或执行加工操作的装置。

该装置1包括第一臂2和第二臂3，该第一臂2和第二臂3各自具有第一端部2a、3a和第二端部2b、3b。

有利地，臂2、3是直的并且沿着相应的纵向轴线Z延伸。两个臂2、3的轴线Z优选地彼此平行。

为了减轻装置的重量，第一臂2和第二臂3优选地由碳制成。

装置1还包括支撑体4，第一臂2和第二臂3通过其相应的第一端部2a、3a均连接至该支撑体4。

装置1具有与各个臂2、3的第二端部2b、3b相关联的支撑和移动构件5。该支撑和移动构件5优选地设计成支撑和移动工具9。

装置1至少包括分别与第一臂2和第二臂3相关联的第一线性电动机6a和第二线性电动机6b，以便移动其所关联的臂2、3。