Сборочно-захватная головка манипулятора

Сборочно-захватная головка манипулятора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СБОРОЧНО-ЗАХВАТНАЯ ГОЛОВКА МАНИПУЛЯТОРА, содержащая корпус с закрепленными на нем электромагнитным вибратором и упругими элементами , выполненными в виде плоскопараллельных пружин, соединенньк с захватным органом, снабженным пневмоприводом , и регулируемое ярмо, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности сборки и расширения функциональньрс возможностей манипулятора, упругие элементы снабжены электроприводом с регулируемой частотой вращения, соединенным через регулятор питающего напряжения с датчиком линейных перемещений , установленным на штоке пневмопривода захватного органа, причем указанный датчик также соединен через модулятор амплитуды с электромагнитным вибратором, а захватный орган снабжен устройством контроля угла перекоса собираемой детали. 2.Головка манипулятора по п. 1, отл.ичающаяся тем, что, устройство коцтроля угла перекоса собираемой детали выполнено в виде не менее двух чувствительных элементов расположенных в штоскостн осевого сечения захватного органа и соединенных через блок суммирования сигналов с регулятором давления пневмопривода захватного органа. 3.Головка манипулятора по п. 1, отличающаяся тем, что § шток пневмопривода захватного органа выполнен в виде двух звеньев, сое (Л диненных между собой шарниром с боко вым зазором, превыпающим величину радиального смещения захватного органа . 4.Головка манипулятора по п. 1, отличающаяся тем, что захватный орган выполнен в виде шарикового зажимного механизма, кинет д х магически связанного со штоком пневмопривода и снабженного втулкой с коническим отверстием, угол конуса которого превьшает угол трения втулки с шариками, причем указанная втулка установлена противоположно звену, фиксиру|рцему эти шарики.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (! 9) (11) (51) 4

2 Р1 04

АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

OllH0

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

tlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3733969/25-08 (22) 24.04.84 (46) 15.!1.85. Ьюл. У 42 (72 ) Л. С. Ямпольский, М. Н. Полищук, 10. Г. Васюков, О. Ф. Литвиненко, Л. С. Яэвииский, А. Г. Цикинивкер, А. П. Томенко, О. М. Летучий и В. П. Рябоконь (53) 621 9(088.8 ) (56 ) Авторское свидетельство СССР

М 770790, кл. В 25 J 15/00, 1980. (54 ) (57 ) 1. СБОРОЧНО-.ЗАХВАТНАЯ ГОЛОВКА МАНИПУЛЯТОРА, содержащая корпус с закрепленными на нем электромагнитным вибратором и упругими элементами, выполненными в виде плоскопараллельных пружин, соединенных с захватным органом, снабженным пневмоприводом, и регулируемое ярмо, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности сборки и расширения функциональных воэможностей манипулятора, упругие элементы снабжены электроприводом с регулируемой частотой вращения, соединенным через регулятор питающего напряжения с датчиком линейных перемещений, установленным на штоке пневмопривода захватного органа, причем указанный датчик также соединен через модулятор амплитуды с электромагнитным вибратором, а захватный орган снабжен устройством контроля угла перекоса собираемой детали.

2, Головка манипулятора по п. 1, о т л.и ч а ю щ а я с я тем, что, устройство коцтроля -угла перекоса собираемой детали выполнено в виде не менее двух чувствительных элементов расположенных в плоскости осе вого сечения захватного органа и соединенных через блок суммирования сигналов с регулятором давления пнев" мопривода захватного органа.

3. Головка манипулятора по п. 1, отличающаяся тем, что шток пневмопривода захватного органа выполнен в виде двух звеньев, соединенных между собой шарниром с боко. вым зазором, превышающим величину радиального смещения захватного органа.

4. Головка манипулятора по п. 1, отличающаяся тем, что захватный орган выполнен в виде шарикового эажимного механизма, кине-, масически связанного со штоком пневмопривода и снабженного втулкой с коническим отверстием, угол конуса которого превышает угол трения втулки с шариками, причем указанная втулка установлена противоположно звену, фиксирующему эти шарики.

1191281 г

Изобретение относится к машиностроению, а именно к промышленным роботам и манипуляторам, предназначенным для сборки деталей типа валвтулка. 5

Цель изобретения - повышение надежности сборки и расширение функциональных возможностей манипулятора путем автоматического управления траекторией поискового движения вала и 1О режимами сборки, исключающими заклинивание вала на всех этапах его ориентирования и установки.

На фиг. 1 изображена сборочно-захватная головка, общий вид; на 15 фиг. 2 — блок-схема сборочно-захватной головки.

Сборочно-захватная головка содержит закрепленный на руке манипулятора корпус 1 {фиг. 1), на котором неподвижно установлен трехмембранный пневмопривод 2 с. двумя рабочими полостями А и Б, содержащий в качестве выходного звена шток-толкатель, выполненный в виде двух последователь25 но расположенных звеньев — собственно штока 3, соединенного верхним концом, посредством рычага 4 с сердечником датчика перемещений 5, и толкателя 6, размещенного в захват- ЗО ном органе 7 и кинематически связанного посредством штифта 8 с втулкой

9, имеющей на внутренней поверхности конус с углом С уклона, величина которого больше угла трения в месте 35 контакта шариков 10 (раэмещенных по окружности ) с захватываемой поверхностью детали типа валик ll. Втулка

9 и закрепленная на ней для фиксации шариков 10 втулка 12 подпружинены 40 пружиной 13. Причем угол 5 внутреннего конуса фиксирующей втулки 12 (в отличие от угла o(. ) меньше угла трения в месте контакта шариков 10 с валиком 11 с целью обеспечения зажи- 45 ма последнего при транспортировке на позицию сборки.

Шток 3 и толкатель 6 соединены между собой шарниром 14, имеющим бо- ковые зазоры, превышающие величину 50 (амплитуду ) радиального смещения захватного органа 7 относительно корпу" са l.

Упругие элементы 15, выполненные в виде плоскопараллельных пружин, 55 несущих захватный орган 7, закреплены на торце ведомого колеса 16, установленчого на опорах качения (подшипниках ) 17 и снабжены приводом вращения от электродвигателя 18 постоянного тока через ведущее колесо

19. На корпусе пневмопривода 2 непо1 движно закреплен электромагнит 20, служащий для воздействия через регулировочное ярмо 21 на захватный орган 7. В плоскости осевого сечения захватного-органа 7 установлены чувствительные элементы 22 и 23, контактирующие через износостойкие наконечники соответственно 24 и 25 с захватываемым валиком 11. Чувствительные элементы (ЧЭ 1 выполнены в виде плоских пружин с наклеенными на них тензорезисторами, величина деформации которых определяет изменение их электрического сопротивления, а значит и тока сети, в которую они включены.

Так как захватный орган совершает вращательное, движение, то выводы ЧЭ подсоединены к коллекторным кольцам 26, собранным в пакет, закрепленный на ведомом колесе 16, и контактирующим при вращении с токосъемными щетками

27, неподвижно закрепленным на корпусе 1.

ЧЭ (фиг..2) подключены к блоку 28 суммирования (БС ), который через уси" литель 29 сигналов (УС)соединен с регулятором 30 давления (РД), в свою очередь, сопряженным посредством пневмоклапанов (ПК ) 31 с рабочими полостями А и Б пневмопривода 2.

Имеющийся в головке датчик 5 перемещений (Ж ), через УС 32 соединен с регулятором 33 напряжения (PH}, подключенным параллельно к обмотке возбуждения электродвигателя 18 ° Кроме того, датчик 5 перемещений также подключен к модулятору 34 амплитуды (NA), соединенному с обмоткой электромагнита 20.

Сборочно-захватная головка рабо» тает следующим образом.

Головка закрепленная на руке манипулятора (не показано )посредством корпуса 1, доставляется на позицию выдачи одной из сопрягаемых деталей и производит захват валика 11. При этом с циклового программного устройства (ЦПУ ) манипулятора поступает сигнал на включение одного иэ пневмоклапанов 31, соединенного с поло-. стью А пневмопривода 2. Под действием давления, созданного в полости А, шток 3, перемещаясь вверх, одновременно через толкатель 6, штифт 8 и

3 1191 втулку 9 тянет фиксирующую втулку

12, деформируя при этом пружину 13.

Втулка 12, набегая внутренним конусом с углом р на шарики 10, производит их фиксацию, в результате чего и происходит зажим валика 11. После доставки валика 11 на позицию сборки манипулятор по команде с ЦПУ устанавливает головку с валиком 11 над отверстием сопрягаемой втулки, уста- 1и новленной в базовом приспособлении (не показано ). Далее, не снимая давления в полости А пневмопривода 2, по сигналу с ЦПУ манипулятора включают второй пневмоклапан 31, в результате чего создается давление в полости Б пневмопривода 2.. Шток 3 вследствие разности эффективных площадей мембран пневмопривода 2 перемещается вниз и посредством толкателя 6 осуществляет прижим валика 11 в торцу сопрягаемой втулки, При этом втулка !2 под действием пружины 13 освобождает, шарики 10, после чего втулка 9 под действием

25 той же пружины 13 набегает.конической поверхностью с углом c(на шарики 10, но так как угол а(в отличие от угла /3 ) значительно больше угла трения, то втулка 9 не фиксирует 30 шарики 10, а лишь поджимает их к валику 11, производя тем самьм выборку зазора между последними, что йеобходимо в целях повышения точности последующего сканирования. 35

Если погрешность относительной ориентации собираемых деталей больше зазора в их соединении, то сборка невозможна, отсутствует перемещение штока 3, о чем свидетельствуют показания40

ДП 5. По сигналу ЦПУ манипулятора включается электромагнит 20, сообщающий через ярмо 21 захватному органу

7, установленному иа упругих элементах 15, колебательные движения с по- 45 стоянной частотой и амплитудой, превышающей или равной погрешности относительной ориентации. Одновременно с электромагнитом 20 включается электродвигатель 18, который через ведущее50

19 и ведомое 16 колеса, сообщает вращательное движение упругим элементам 15, обеспечивая тем самым изменение направления смещения захватного органа 7, т.е. равнозначное сканиро- 55 ванне всей области рассогласования объектов сборки. Валик 11 (не вращаясь ) в результате суммы двух движе281 4 ний — вынужденных радиальных колебаний и вращения упругих элементов 15, совершает поисковые движения по траек. тории, соответствующим этапам соПряжения.

При совмещении контуров валика и втулки происходит эападание валика в отверстие сопрягаемой втулки под дей.ствием усилия сборки, определяемого давлением в полостях "А" и "Б" пнев.мопривода 2 и сообщаемого валику 11 через шток 3 и толкатель 6. Причем усилие сборки всегда приложено по центру валика, так как толкатель 6 совершает радиальные колебания совместно с валиком 11, вследствие того, что боковые зазоры в шарнире 14 соединяющем подвижный толкатель 6 и не" подвижный в радиальном направлении шток 3, больше величины радиального смещения захватного органа 7.

Сохранение точки приложения сборочного усилия позволяет исключить дЬполнительный опрокидывающий момент при смещении валика, т.е. предупреждать перекос и заклинивание.

Дальнейшее вертикальное перемещение валика ll, а значит и штока 3, регистрируется ДП 5, который через

УС 32 подает сигнал íà PH 33, управляющий частотой вращения электродвигателя 18. При этом PH 33, уменьшая величину питающего напряжения, пропорционально сигналу ДП 5, производит уменьшение числа оборотов электродвигателя 18 и через колеса 19 и

16 соответствующее их передаточному отношению число оборотов упругих элементов 15, что в результате приводит к увеличению плотности поиска и увеличению числа колебаний захватного органа 7, приходящихся на один его оборот вокруг оси. Одновременно сигнал от ДП 5 через

УС 32 поступает íà MA 34, уменьшающий амплитуду колебаний электромагни" том 20 до значения

424 44+ 3

2 где а2 — амплитУда колебаний на втором этапе сопряжения;

Л Ч вЂ” размер фаски отверстия, если таковая имеется;

d> — величина зазора в соединении вал-втулка, определяемая точностью сопряжения.

1191281

По мере продвижения валика в отверстие втулки ДП 5 вырабатывает.пропорциональный величине перемещения сиг нал и через УС 32, PH 33 и МА 34 соответственно уменьшает частоту вращения (увеличивая. тем самым плотность поиска ) электродвигателя 18 и амплитуду колебаний электромагнита 20.

При перекосе валика 11 и .его заклинивании возникает пропорциональ-! ная углу перекоса разность деформаций

1ЧЭ 22 и 23, что определяет разность сигналов, поступающих в БС 28, кото- 15 рый вырабатывает на выходе сигнал, пропорциональный разности сигналов, поступающих с ЧЭ 22. и 23. Указанный сигнал через УС 29 поступает на РД

30 который производит уменьшение дав- 20 ления в полостях А и Б пневмопривода

2, что в свою очередь, вызывает уменьшение усилия сборки, в результате чего устраняется перекос валика 11.

После устранения угла перекоса при выравнивании оси валика 11 исчезает и разность деформаций ЧЭ 22 и

23, т.е. разность сигналов на входе

БС .28, а значит, и сигнал на его выходе равны нулю. При отсутствии сигнала на входе РД 30 его распределительный золотник (не показано ) возвращается в исходное положение, поэтому давление в пневмоприводе 2 восстанавливается, придавая усилию сборки прежнее значение, в результате чего сборка деталей продолжается до захода валика во втулку на необходимую величину сопряжения.

На этом сборочный процесс заканчивается. Манипулятор производит отвод головки в исходное положение. Далее цикл повторяется.

1191281

Составитель В.Влодавский

Редактор Л. Пчелинская Техред Л.Мартяшова Корректор С. Черни

Заказ 70Ü4/14 Тираж 1049 Подписное

ВНИИГИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4