Манипулятор

Манипулятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

< »872149

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистических

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свмд-ву— (22) Заявлено 03.01.80 (21) 2861963/25 — 27 (51)M. Кл.

В 23 К 37/04 с присоединением заявки М (Ьоударетокииый комитет

СССР (23) Приоритет

lo долам изобретений я открытий

Опубликовано 15.10.81. Бюллетень,% 38

Дата опубликования описания 15.10.81 (53) УД К 621.791..039 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Л. П. Тультов, В. П. Ходорковский, и Д. Г. Гори щ

P

»

»

» (7l ) Заявитель

Всесоюзный проектно-конструкторский институт сварочного производства (54) МАНИПУЛЯТОР

Изобретение относится к сварке, в частности к оборудованию для механизации сварочных процессов, и может быть использовано в манипуляторах с числовым программным управлением.

Известен сварочный манипулятор, содержащий станину, поворотную траверсу со шпинделем плаишайбы, привод наклона планшайбы и привод вращения планшайбы Я.

Недостатком этого манипулятора является наличие двух приводов, причем время работы привода механизма наклона планшайбы Но отношению к общему рабочему времени составляет около 3%, а мощность этого привода у большинства сварочных манипуляторов универсального типа больше привода механизма вращения планшайбы.

Известен также сварочный манипулятор, содержащий станину, планшайбу, консоль, две электромагнитные муфты, электродвигатель для наклона н вращения плапшайбы и две кинематические цепи, содержащие цилиндрические, конические и червячные пары (2т.

Недостатки данного манипулятора — наличие двух самостоятельных кинематических цепей, одна из которых предназначена для вращения планшайбы, рассчитанная на передачу мощности, необходимой для вращения планшайбы, другая — дня наклона планшайбы и рассчитанная на передачу соответствующей мощности;, наличие двух электромагнитных муфт для переключения кннематических цепей; невозможность произведения одновременного вращения и наклона планшайбы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является манипулятор, содержащий стойки, полый корпус с цат фами, установленными в стойках, планшайбу

35 с шестерней и валом, смонтированным в корпусе, установленный на одной из стоек привод вращения и наклона планшайбы, выходная шестерня которого смонтирована на соответствующей этой стойке цапфе с возможноспю взаимодействия с шестерней планшайбы, а также установленный на второй стойке механизм фиксации цапф корпуса н механизм фиксации вала планшайбы, закрепленный на корпусе (31..

872149 4

НедостаткаМи данного манипулятора являются. выполнение механизмов фиксации в виде тормоза и муфты сцепления, которые усложняют конструкцию, манипулятор не обеспечивает одновременного вращения и наклона планшайбы, кроме того, привод по мощности должен бьггь не меньше мощности, необходимой для наклона или вращения планшайбы, причем той из ннх, которая больше (в больцщнстве случаев это мощность необходимая о дпя наклона планшайбы), это заставляет увеличивать габариты изделия, а, кроме того, ухудшает динамическую характеристику привода манипулятора, которая зависит от момента инерции ротора двигателя. динамическая харак. теристика является одной иэ самых важных

a манипуляторе и, с точки зрения ее улучшения, целесообразней иметь многоприводную систему для. вращения и наклона планшайбы.

Цель изобретения — повышение надежности работы манипулятора путем улучшения динамических характеристик привода.

С этой целью манипулятор, содержащий стойки, полый корпус с цашрами, установленными в стойках, планшайбу с шестерней и валом, смонтированным в корпусе, установленный на одной из стоек привод вращения и наклона планшайбы, выходная шестерня которого смонтирована на соответствующей этой стойке цапфе с возможностью взаимодействия с шестерней планшайбы, а также мехащвм фиксации цапф корпуса, установленный на второй стойке, и механизм фиксации вала планшайбы, закрепленный на корпусе, снабжен дополнительным приводом вращения и наклона планшайбы, установленным на второй стойке, при этом выходная шестерня дополнительного привода смонтирована на цапфе второй стойки с возможностью взаимодействия с шестерней планшайбы, а механизм фиксации вьп олнен в виде мультипликаторов с датчиками обратной связи.

Кроме того, якори обоих приводов соединены последовательно, а обмотки возбуждения соединены между собой с возможностью переключения на последовательное и параллельное 4> соештнение.

На фиг. 1 изображен манипулятор, общий вид; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — кинематнческая схема манипулятора.

Манипулятор содержит (фиг. )) стойки 1, 50 полый корпус 2, закрепленный на стойках с возможностью вращения в цапфах 3 и 4 (фиг. 2). Внутри полого корпуса 2 в лодшипниках 5 установлен вал 6, несущий планшайбу 7. На валу 6 закреплена коническая undec- ss терпя 8, взаимодействующая с выходными шестернями 9 и 10 приводов 11 вращения и наклона планшайбы, содержащих редукторы

12 и 13, приводимые в действие электродвигателями постоянного тока 14 н 15 соответственно с тахогенераторами.

Корпуса редукторов 12 и 13 закреплены на стойках 1. На корпусе 2 установлен механизм фиксации вала 6. На полом корпусе 2 установлен мультипликатор 16, взаимодействующий с валом Ь, на выходному валу которого подсоединен датчик обратной связи 17 (например, вращающийся трансформатор типа ВТМ). На одной

as стоек 1 установлен механизм фиксации цапф корпуса, выполненный в виде мультипликатора 18, взаимодействующего с цапфой 4 полого корпуса 2, к выходному вану которого подключен датчик обратной связи 19, аналогичный датчику 17.

Манипулятор работает следующим образом.

На планшайбу 7 устанавливается и закрепляется свариваемое изделие. Электродвигатели 14 и 15, получая сигналы or системы программного управления, вращают планшайбу и наклоняют ее в нужное положение, обеспечивая сварку пространственного шва в зависимости от требований программы. При этом, если необходимо только наклонять планшайбу, то валы двигателей 14 и 15 вращаются в одну сторощ если в результате неравномерности нагрузки на планшайбу (неравномерности сил трения или по другим причинам) планшайба приходит в движение, сигнал об этом поступает от датчика 17, и на соответствующий двитатель поступает дополнительный сигнал от системы программного управления, ускоряющий или замедляющий вращение его вала, и планшайба возвращается в первоначальное положение.

Если необходимо только вращать планшайбу, то валы двигателя 14 и 15 вращаются в разные стороны, при этом за неподвижностью оси наклона следит датчик обратной связи 1 :-.

В общем же случае происходит и наклон и вращение планшайбы одновременно, при этом валы двигателей 14 и 15 вращаются с разными скоростями как по направлению, так н по абсолютному значению в соответствии с программой.

Якори электродвигателей 14 и 15 соединяются последовательно и питаются от одного

° регулятора скорости. Вследствие последователь ного соединения якорей при неравномерной нагрузке левого и правого привода происходит перераспределение напряжения между якорями, и нагрузки электродвигателей уравниваются, что приводит к более полному использованию двух электродвигателей. Обмотки возбуждения электродвигателей соединяются согласно при наклоне плалшайбы, что обеспе чивает вращение электродвигателей в одну сторону и встречно при вращении планшайбы, 5 что обеспечивает вращение электродвигателей в разные стороны.

Введение дополнительного привода позволяет избавиться от муфты и тормоза, причем суммарная мощность обоих приводов не превышает мощности одного привода, предназначенного для наклона и вращения планшайбы, так -.ак в данном случае оба привода работают совместно при наклоне, вращая выходные шестерни в одну сторону, а при Вращении в разные стороны — создавая пару сил, это позволяет уменьшить габариты, так как два двигателя меньшей мощности могут быть установлены с обеих сторон манипулятора, вписываясь в габариты планшайбы.

Налиие датчиков обратной связи, подклю1 ченных к цапфам корпуса и валу планшайбы при помощи мультипликаторов лают возможность, подбирая разные скорости вращения валов двигателей и контролируя исполнение при помощи датчиков обратной связи, производить одновременно вращение и наклон планшайбы. Следует отметить, что датчики обратной связи не усложняют конструкцию, так как в манипуляторах с программным управлением их присутствие все равно является обязательным.

Так как в данном случае применяется мно. годвигательное соединение привода с объектом управления (планшайбой) удается повысить предельные динамические возможности данной следящей системы и расширить возможности

npweHeHaa манипулятора с программным управлением.

Формула изобретения

1. Манипулятор, содержащий стойки, полый корпус с цапфами, установленными в стойках, 872! 49 6 плиппайбу с шестерней и валом, смонтированным в корпусе, установленный на одной из

cro=x привод вращения и наклона планшзйбы, выходная шестерня которого смонтирована на соответствующей этой стойке цапфе с возможностью взаимодействия с шестерней швншайбы, а также механизм фиксации цапф корпуса, установленный на второй стойке, и механизм фиксации вала планщайбы, закрепленный на

10 корпусе, î r л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы маницулятора путем улучшения динамических характеристик привода, манипулятор снабжен дополшпельным приводом вращения и наклона планшайбы, установленным на второй стойке, при этом выходная шестерня дополнительного привода смонтирована на цапфе второй стойки с возможностью взаимодействия с шестерней планшайбы, а механизмы фиксации выполнены

20 В виде мультипликаторов с датчиками обрат ной сВязи.

2. Манипулятор по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что якори обоих приводов соединены последовательно, а обмотки возбуди дения соединены между собой с возможностью переключения на последовательное и параллель. ное соединение.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Севбо П. И. Конструирование и расчет механического сварочного оборудовании. Киев, "Наукова думка", 1978, с. 238.

2. Общемашиностроительные типовые и руководящие материалы. ОМТРМ 5436-003 — б5, ч. 1. — Оборудование для поворота свариваемых изделий. М., НИИМАШ, 1965, с. 78.

3. Авторское свидетельство СССР И 597540, кл. В 23 К 37/04, 02.04.76 (прототип).