Электромагнитный захват

 

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ЗАХВАТ преимущественно для удлиненных ферромагнитных деталей, содержащий две электромагнитные системы с обмотками возбуждения , отличающийся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей путем обеспечения поштучной выборки и ориентации изделий, электромагниты каждой системы расположены один над другим с зазором, а захват снабжен подвижными в вертикальной плоскости постоянными магнитами ,размещенными по одному в зазоре между электромагнитами каждой системы, и смонтированной с возможностью вращения в горизонтальной плоскости под рабочей поверхностью нижних электромагнитов обеих систем тарелью, выполненной из немагнитного материала и обращенной выпуклостью вниз. (Л 4 00 ФмгЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

З(5ц В 66 С 1 06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, .! !

Ю 3

CO

CO (21) 3499322/29-11 (22) 06.10.82 (46) 23.02.84. Бюл. № 7 (72) М. Г. Лямперт и М. В. Демидов (71) Центральное межотраслевое конструкторско-технологическое бюро робототехники с опытным производством Института физики АН Латвийской ССР (Центр робототехники) (53) 621.86.062 (088.8) (56) l. Авторское свидетельство СССР № 755741, кл. В 66 С 1/04, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР № 787333, кл. В 66 С I/04, 1979 (прототип) (54) (57) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ 3АХВАТ преимущественно для удлиненных фер„„SU„„1074800 А ромагнитных деталей, содержащий две электромагнитные системы с обмотками возбуждения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения поштучной выборки и ориентации издел и й, электрома гн иты ка ждой системы расположены один над другим с зазором, а захват снабжен подвижными в вертикальной плоскости постоянными магнитами, размещенными по одному в зазоре между электромагнитами каждой системы, и смонтированной с возможностью вращения в горизонтальной плоскости под рабочей поверхностью нижних электромагнитов обеих систем тарелью, выполненной из немагнитного материала и обращенной выпуклостью вниз.

1074800

Изобретение относится к робототехнике, в частности к электромагнитным схватам манипуляторов, предназначенным для поштучной выборки с ориентацией продолговатых ферромагнитных деталей и их последующего перемещения.

Известно магнитное захватное устройство, содержащее закрепленные в цилиндрическом корпусе высокоэрцитивные постоянные магниты, между которыми расположены магнитопроводы, выполненные в виде вертикальных стержней треугольного сечения, нижняя поверхность которых является рабочей захватной поверхностью, а обмотки возбуждения размешены на каждом магнитопроводе в его нижней части между рабочей поверхностью и постоянными магнитами; в устройстве имеется специальный щуп, позволяющий снимать сигнал о наличии детали на рабочей захватной поверхности.

Устройство предназначено для захвата и транспортировки деталей за их внутреннюю поверхность (1).

Однако захват не в состоянии обеспечить ни выборку деталей из навала, ни их последующую ориентацию. Для его функционирования необходима подача деталей по одной поверхности в определенном положении, так как он может притянуть деталь не только за концы, но и за кромку, а также одновременно притянуть группу деталей.

Кроме того, в захвате для распределения детали используется принцип создания противо-ЭДС, что, в свою очередь, повышает возможность возникновения эффекта перекомпенсации, т. е. требует высокой точности значения создаваемого противополя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электромагнитный захват, содержащий две электромагнитные системы с обмотками возбуждения. 3ахват позволяет осуществить кроме захвата контроль наличия одной или нескольких деталей на позиции отработки по изменению емкости между токопроводящими элементами (2).

Однако из-за наличия постоянной жесткой связи между разнесенными по горизонтали частями электромагнитной системы распределение магнитного потока в процессе захвата детали осуществляется через деталь по дуге магнитопровода, что исключает возможность ориентирования детали в вертикальной плоскости и ограничивает манипулирование ею.

Наличие немагнитных частей в магнитопроводе увеличивает немагнитный зазор между деталью и захватом, что приводит к рассеянию поля и потере в силах притяжения.

Кроме того, в известном захвате не ис ключена возможность прилипания по крайней мере двух деталей из-за ограничитель5 l0

Зо

2 ных возможностей изменения сил притяжения в точных пределах.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения поштучной выборки и ориентации изделий.

Поставленная цель достигается тем, что в электромагнитном захвате, преимущественно для удлиненных ферромагнитных деталей, содержащем две электромагнитные системы с обмотками возбуждения, электромагниты каждой системы расположены один над другим с зазором, а захват снабжен подвижными в вертикальной плоскости постоянными магнитами, размещенными по одному в зазоре между электромагнитами каждой системы, и смонтированной с возможностью вращения в горизонтальной плоскости под рабочей поверхностью нижних электромагнитов обеих систем тарелью, выполненной из немагнитного материала и обращенной выпуклостью вниз.

На фиг. 1 изображен конструктивный вариант магнитного захвата; на фиг. 2— схема управления работой захвата.

Магнитный захват содержит неподвижный корпус 1, в котором на подшипниках 2 установлен вал 3, к нижнему торцу которого жестко крепится выпуклая немагнитная поверхность — тарель 4. Целесообразно выполнять поверхность с небольшим конусом для проскальзывания детали и, следовательно, более точного ориентирования.

Верхний торец вала 3 связан с приводом вращения (не показан). К корпусу захвата прикреплены две направляющие пластины

5 и 6, разнесенные по вертикали, на каждой из которых симметрично относительно вала

3 размещены по два одинаковых электромагнита 7 и 8 с соответствующими обмотками 9 и 10 возбуждения. Между парами электромагнитов 7 и 8 на осях 11 жестко закреплены с возможностью перемещения между электромагнитами постоянные магниты 12 соответственно. Для увеличения силы притяжения магниты 12 обрашены вниз противоположными полюсами.

Обмотки 9 и 10 подключены через соответствующие электронные ключи 13 к блоку

14 управления (фиг. 2) с возможностью подачи токового импульса в прямом или обратном направлении для перевода постоянных магнитов 12 в верхнее или нижнее положение. С блоком 14 управления связано устройство 15 управления вращением тарелью

4, в котором присутствуют элементы контроля вращением (датчики контроля вращения, положения тарели, счетчик числа оборотов и схема обработки сигналов датчиков, эти элементы на блок-схеме условно не обозначены) . Устройство 15 имеет с блоком 14 управления обратную связь.

Кроме того, блок 14 управления имеет внутреннюю программу, изменяемую в зави1074800

Фиг. 1

Составитель А. Гаевский

Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Тираж 826 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Рву шская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор А. Шандор

Заказ 219/19

3 симости от поставленной задачи и обесйечивающую реализацию необходимой для работы захвата последовательности операций— ожидания, выборки, захвата группы деталей, выделение одной детали, манипулирование деталью; внутренняя программа управляется 5 от общей системы управления роботом.

Электромагнитный захват работает следующим образом.

При подходе к таре выполняется режим

«Ожидание», когда магниты 12 находятся 10 в верхнем положении. По сигналу от системы управления роботом блок 14 управления осуществляют программу «выборка» и, подавая соответствующий сигнал через ключи

13 несколько раз (3 — 5), осуществляет опускание и поднимание магнитов 12, что приво- 15 дит к некоторому упорядочению деталей под захватом. Затем блок 14 включает режим

«Захват группы», при этом магниты 12 переводятся в нижнее положение. Затем подается команда на устройство 15 управления вращением тарели 4, что осуществляет перевод захвата в режим «Выделение одной детали». Благодаря вращению тарели 4 лишние детали отбрасываются центростремительной силой обратно в тару, а оставшаяся одна деталь располагается вдоль оси 25 магнитной системы. Подъемом и перемещением захвата деталь может быть доставлена роботом на рабочую позицию. По дос4 тавлении на позицию на обмотки 10 подается импульс противоположного направления (импульс отталкивания), магниты 12 поднимаются вверх и деталь освобождается. Далее цикл повторяется.

Подъемом одного из постоянных магнитов вверх можно осуществлять перевод детали в вертикальное положение.

Такое конструктивное выполнение захвата позволяет за счет выпуклой формы и вращения немагнитной поверхности обеспечить исключение забора более чем одной детали.

Так как расстояние между немагнитной поверхностью и нижними электромагнитами может быть достаточно мало, устройство обеспечивает большую силу притяжения и имеет значительную грузоподъемность. Подключение обмоток электромагнита, в свою очередь, в сочетании с возможностью перемещения постоянного магнита то в нижнее, то в верхнее положение обеспечивает регулируемое уменьшение или увеличение сил притяжения и возможность перевода детали в требуемое положение (например, вертикальное), а также освобождение при необходимости. Введение обратной связи между устройством управлением вращением и внешним регистрирующим устройством позволит, кроме того, обеспечить строго поштучную выборку с последующим переходом на очередной этап программы манипулятора.