Исполнительный орган манипулятора

Исполнительный орган манипулятора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ((()86!066

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.11.79 (21) 2838372/25-08 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

В 25J 9/00

Государственный комитет (43) Опубликовано 07.09.81. Бюллетень № 33 (53) УДК 62-229.72 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07.09.81!

В. А. Яхимович, Ю. А. Хащин и Ю. М. Сальник в. - т

Севастопольский приборостроительный институт и Львовский, сельскохозяйственный институт (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН МАНИПУЛЯТОРА

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к манипуляторам и промышленным роботам преимущественно для сборочных работ.

Известен исполнительный орган манипулятора, содержащий пневмоцилиндр с поршнем, штоком и питающими магистралями, а также регулируемые упоры (1).

Известное устройство не исключает удары подвижных элементов об упоры, низка точность позиционирования, мала долговечность исполнительного органа. Для смягчения ударов подвижных частей исполнительного органа применяют различные дополнительные средства демпферы, дроссели )5 и другие, что усложняет конструкцию и снижает производительность.

Целью изобретения является повышение точности позиционирования и производительности. 20

Для достижения поставленной цели исполнительный орган манипулятора снабжен пальцами и кинематически связанной с ними подпружиненной заслонкой, установленной с возможностью взаимодействия с 25 регулируемыми упорами, причем упомянутые упоры смонтированы на корпусе пневмоцилиндра, а в штоке выполнены пересекающиеся поперечные и продольные каналы, выходное отверстие последнего из ко- з() торых расположено на торце штока. Исполнительный орган снабжен установленным на подпружиненной заслонке фигурным стержнем с каналами и установленной с возможностью перемещения на этом стержне подпружиненной втулкой, в полости которой выполнены продольные пазы, а также снабжен установленными с возможностью перемещения на корпусе пневмоцилиндра кольцами, гофрированной трубкой, посредством которой соединены эти кольца механизмами их фиксации, стержнями, закрепленными в одном из колец и образующими пару скольжения с другим кольцом, а также подпружиненными стаканами, закрепленными на конце упомянутых стержней, причем на одном из колец расположены регулируемые упоры.

На фиг. 1 показан общий вид исполнительного органа; на фиг. 2 показан вариант расположения регулируемых упоров; на фиг. 3 — вариант конструкции элементов регулирования хода штока исполнительного органа; на фиг. 4 — сечение по А — А на фиг. 3; на фиг. 5, 6 и 7 показано относительное расположение колец, несущих упоры; на фиг. 8 — схема механизма фиксации кольца; на фиг. 9 — вид Б на фиг. 8; на фиг. 10 — вариант конструкции устройства управления упорами.

861060 воздух в левую полость пневмоцилиндра

1. В правую полость цилиндра через магистраль б подается давление подпора, несколько меньшее, чем давление, подаваемое по магистрали а. Поэтому поршень 2 со штоком 3 перемещаются вправо. Это перемещение продолжается до тех пор, пока заслонка 9 не упрется в упоры 13.

Тем самым заслонка 9 отойдет от сопла 6, и образуется зазор S, через который воздух из левой полости истекает наружу, в атмосферу, Как только давление слева и справа от поршня 2 уравняется, шток 3, а значит, и захват 11 остановятся.

При равенстве давлений справа и слева сработает чувствительный элемент 16, ко50

Исполнительный орган манипулятора (фиг. 1) содержит пневмоцилиндр 1 с поршнем 2 и штоком 3, который имеет пересекающиеся поперечный канал 4 и продольный канал 5. Последний снабжен соплом 6. На этом же конце штока 3 закреплен фланец 7 с пальцами 8, на которых подвижно установлена заслонка 9 с пружинами 10. На противоположном конце штока 3 расположен захват 11 манипулятора.

На корпусе цилиндра 1 установлсн фланец 12, несущий упоры 13, фиксируемые винтами 14. Питающие магистрали исполнительного органа соединены линией с дросселем 15, через который полости пневмоцилиндра сообщаются, кроме того, эти полости соединены с чувствительным элементом 16.

Вариант конструкции исполнительного органа манипулятора (фиг. 2) содержит упоры 17, оснащенные электромагнитными приводами.

Вариант конструкции элементов регулирования хода штока содержит (фиг. 3 и 4) 2 присоединенный к заслонке 9 фигурный стержень 18 с каналами 19 и 20, втулку 21 с каналами 22 и пружину 23.

Вариант конструкции фланца, несущего упоры содержит (фиг. 5, 6 и 7) кольца 24 и зо

25, гофрированную трубку 26, направляющие 27, пружины 28 и стаканы 29. Механизм фиксации колец 24 и 25 содержит камеры 30 (фиг. 8 и 9) с поршнями 31, эластичное кольцо 32 и втулку 33, Между З5 кольцами 24, 25 и втулкой 26 образована герметичная полость 34 (фиг. 5, 6 и 7). Вариант, представленный на фиг. 10, содержит втулку 35, установленную на цилиндре

1, B резьбовое отверстие втулки 35 ввернут 40 винт 36, управляемый шаговым двигателем 37.

Манипулятор работает следующим образом.

В исходном положении сопло 6 штока 45 исполнительного органа перекрыто заслонкой 9. После взятия захватом 11 детали (на фиг. не показана) на исходной позиции, по питающей магистрали а подается торый выдает команду управления на установку детали, находящейся в захвате 11, на сборочную позицию (сборочная позиция на чертежах не показана) . После этого по команде чувствительного элемента 16 подача давления по магистрали а прекращается. Давление в правой полости, действуя на поршень 2, отводит его назад — влево — на исходную позицию, и в захват 11 подается новая деталь. Цикл повторяется.

Поскольку зазор S весьма мал и его величина очень точно выдерживается, то выведение захвата 11 íà coopo÷íую позицию осуществляется с высокой точностью, т. е. в данном манипуляторе достигается высокая точность позиционирования. Установка дросселя 15 позволяет существенно улучшить динамические характеристики привода.

Величина перемещения штока 3 исполнительного органа регулируется выдвижением упоров 13 и фиксацией их винтами 14.

Элементы, аналогичные заслонке 9 и другим, могут быть установлены и с правой стороны исполнительного органа. Тем самым можно регулировать ход штока 3 влево, а не только вправо.

Вместо механических упоров могут быть применены электромагнитные (фиг. 2), что расширит возможности автоматической регулировки хода. В зависимости от того, какой упор 17 включен, остановка будет в разных, запрограммированных заранее местах.

При варианте конструкции элементов регулировки хода штока 3, показанном на фиг. 3, исполнительный орган работает следующим образом: в момент, когда заслонка

9 отодвигается влево (упорами 13) между соплом 6 и фланцем штока 18 образуется зазор, но воздух через сопло выйти в атмосферу не может, так как втулка 21 прижата пружиной 23 к торцу штока 3.

Поэтому сжатый воздух по каналам 22 (фиг. 4) втулки 21, каналам 19 и 20 в фигурном стержне 18 проходит в управляющее устройство (на чертежах не показано), где вырабатываются необходимые команды, например, на снижение давления, подаваемого в цилиндр. При этом шток 3 продолжает свое движение вправо. Заслонка 9 удерживается упорами, а шток 3, преодолевая усилие пружин 10, перемещается с фланцем 7 и пальцами 8. Это будет продолжаться до тех пор, пока фланец фигурного стержня 18, прикрепленного к заслонке 9, не зацепит втулку 21. Вследствие этого последняя отойдет от торца штока 3, воздух из сопла 6 выйдет в атмосферу, и шток 3 остановится. В остальном работа исполнительного органа происходит так, как описано выше.

Работа исполнительного органа при варианте, представленном на фиг. 5, 6 и 7, происходит следующим образом.

861060

В исходном положении кольцо 24, несущие упоры 13 и направляющие 27 расположены так, как показано на фиг. 5, где кольцо 24 зафиксировано, а кольцо 25 расфиксировано. При подаче воздуха в полость

34 кольцо 25 перемещается по цилиндру

1, сжимая пружины 28, пока не упрется в торцы стаканов 29. В этом новом положении (фиг. 6) кольцо 25 останавливается (трубка 26 находится в растянутом состоянии). Затем кольцо 25 фиксируется, а кольцо 24 расфиксируется, и воздух из полости

34 стравливается. Под действием пружин

28 кольцо 24 притягивается, перемещаясь по направляющим 27 вправо, к кольцу 25 и тоже занимает новое положение, т. е. упоры 13 смещаются на один шаг вправо.

После этого при подаче воздуха в полость 34 перемещение упоров можно повторить, причем в зависимости от того, какое из колец фиксируется, перемещение упоров может быть осуществлено в любую сторону. Изменением расстояния 1 между кольцом 25 и стаканом 29 (фиг. 5) можно регулировать величину шага перемещения упоров 13. Таким образом, положение упоров автом атически регулируется.

Механизм фиксации (фиг. 8 и 9) колец

24 и 25 работает так: при подаче сжатого воздуха в камеры 30 поршни 31 сдавливают эластичное (например, гидропластовое) кольцо 32, которое воздействует на втулку 33 и обжимает корпус цилиндра 1, что и обеспечивает фиксацию колец 24 и

25. При стравливании воздуха из камер

30 происходит расфиксация колец.

При работе устоойства по варианту, показанному на фиг. 10, в случае необходимости переместить упоры 13 включается двигатель 37, который перемещает втулку

35 с упорами 13 вправо или влево на требуемое расстояние.

Предлагаемая конструкция исполнительного органа обеспечивает исключение ударов штока в процессе работы, возможность управления плавностью перемещения штока, автоматизацию установки и фиксации подвижных упоров, повышение точности позиционирования исполнительного органа при существенном упрощении конструкции по сравнению с прототипом.

Если в прототипе упоры гасят кинетическую энергию всего поршня со штоком при остановке последних, то в данном устройстве необходимо погасить кинетическую энергию только фланца 9, которая значительно меньше. Тем самым уменьшаются удары, а

55 значит, характеристики исполнительного органа повышаются.

Варианты устройства (фиг. 3 и 4 и др.) позволяют обеспечить путевое управление исполнительным органом, что особенно важно в сборочном процессе. В нем легко вырабатывается ряд дополнительных команд, причем в момент, когда захват 11 подходит на сборочную позицию.

Применение подвижных упоров (фиг. 5, 6 и 7) позволяет автоматизировать остановку исполнительного органа в большом количестве точек (позиций).

Формула изобретения

1. Исполнительный орган манипулятора, содержащий пневмоцилиндр с поршнем, штоком и питающими магистралями, а также регулируемые упоры, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью повышения точности позиционирования и производительности, он снабжен пальцами и кинематически связанной с ними подпружиненной заслонкой, установленной с возможностью взаимодействия с регулируемыми упорами, причем упомянутые упоры смонтированы на корпусе пневмоцилиндра, а в штоке выполнены пересекающиеся поперечные и продольные каналы, выходное отверстие последнего из которых расположено на торце штока, 2. Исполнительный орган по п. 1, отлич а ю щи и ся тем, что, он снабжен установленным на заслонке фигурным стержнем с каналами и установленной с возможностью перемещения на этом стержне подпружиненной втулкой, в полости которой выполнены продольные пазы.

3. Исполнительный орган по пп. 1 и 2, отл и ч а ю шийся тем, что он снабжен установленными с возможностью перемещения на корпусе пневмоцилиндра кольцами, гофрированной трубкой, посредством которой соединены эти кольца, механизмами их фиксации, стержнями, закрепленными в одном из колец, и образующими пару скольжения с другим кольцом, а также подпружиненными стаканами, закрепленными на конце упомянутых стержней, причем на одном из колец расположены регулируемые по ы. у р

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Переналаживаемые, сборочные автоматы под ред. В. А. Яхимовича, Киев, «Техника», 1979, с. 62, рис. 35, с. 64, рис. 37,