Промышленный робот

 

ПРОМЫШЛЕННЫЙ РОБОТ, содержащий основание, манипулирующий захват, корпус, установленный с возможностью перемещения и поддерживания захвата средства для вертикального перемещения корпуса по вертикальной направляющей штанге или штангам при этом средства для вертикального перемещения включают двигатель вертикальной подачи, источник сжатого воздуха (компрессор), регулятор давления, пневмотрубопровод, пневмоцилиндр для приложения направленного вверх усилия к вертикально движущемуся корпусу, причем наружный конец движущегося -возвратно-поступательно штока пневмоцилиндра соединен с корпусом, а пневмоцилиндр закреплен на основании неподвижно, отличающийся тем, что, с целью повьшения экономии энергии и предотвращения загрязнения окружающей среды, он содержит обратный клапан и средства хранения воздуха под давлением, расположенные между источником сжатого воздуха (компрессором ) и пневмоцилиндром, а регуляСУ ) тор давления и обратный клапан установлены между источником сжатого воздуха (компрессором) и средствами хранения воздуха, при этом средства хранения воздуха содержат один или два жестких бака, образующих жесткую конструкцию робота. 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) San В 25 .Т 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3458445/25-08 (22) 28.06.82 (31) 99739/81 (32) 29.06.81 (33) Япония (46) 15.04.84. Бюл, Р 14 (72) Хадзиму Инаба, Сеиитиро Накасима, Сигеми Инагаки и Сусуму Ито (Япония) (71) Фудзицу @анук Лимитед (Япония) (53) 62-229.72 (088.8) (56) 1. Патент США У 4289441, кл. В 25 J 19/00, 1981 (прототип). (54) (57) ПРОИЫШЛЕННЫЙ РОБОТ, содержащий основание, манипулирующий захват, корпус, установленный с возможностью перемещения и поддерживания захвата средства для вертикального перемещения корпуса по вертикальной направляющей штанге или штангам при этом средства для вертикального перемещения включают двигатель вертикальной подачи, источник сжатого воздуха (компрессор), регулятор давления, пневмотрубопровод, пневмоцилиндр для приложения направленного вверх усилия к вертикально движущемуся корпусу, причем наружный конец движущегося -возвратно-поступательно штока пневмоцилиндра соединен с корпусом, а пневмоцилиндр закреплен на основании неподвижно, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения экономии энергии и предотвращения загрязнения окружающей среды, он содержит обратный клапан и средства хранения воздуха под давлением, расположенные между источником сжатого воздуха (компрессором) и пневмоцилиндром, а регулятор давления и обратный клапан установлены между источником сжатого воздуха (компрессором) и средствами хранения воздуха, при этом средства хранения воздуха содержат один или два жестких бака, образующих жесткую конструкцию робота.

1Q87061

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкциям промышленных роботов с улучшенным устройством уменьшения нагрузки, прикладываемой к приводу.

Известен промышленный робот, содержащий основание, манипулирующий захват, корпус, установленный с возможностью перемещения и поддерживаЖя захвата, средства для осуществления вертикального перемещения корпуса, направление которого обеспечивается вертикальной направляющей штангой или штангами, причем средства вертика ьного перемещения 15 включают двигатель вертикальной подачи, источник сжатого воздуха (компрессор), регулятор давления, пневмотрубопроввд, пневмоцилиндр для приложения направленного вверх 20 усилия к вертикально движущемуся корпусу, причем наружный конец движущегося возвратно-поступательно штока пневмоцилиндра соединен с корпусом а пневмацилиндр закреплен на основании неподвижно (11 .

Недостатком известного промьппленного робота является то, что регулировка давления на постоянном уровне в пневмоцилнндре, предназначенного 30 для поддержания направленного вверх усилия, действующего на вертикально движущийся корпус, сжимаемого до высокого давления в пневмоцилиндре во время перемещения вниз вертикаль- 35, но движущегося корпуса, производится путем выпуска воздуха в атмосферу через предохранительный клапан. Следовательно, из-за выпуска сжатого воздуха в атмосферу теряется энергия,40 использующаяся для работы источника сжатого воздуха. Кроме того, выпуск сжатого воздуха, использовавшегося один раз в цилиндре, в атмосферу приводит к загрязнению окружающей среды из-за содержания в нем масла, поскольку подаваемый в цилиндр воздух обычно смешивается с минеральным маслом.

Цель изобретения — повышение эко- 50 номии энергии и предотвращение за.грязнения окружающей среды.

Для достижения поставленной цели промышленный робот, содержащий основание, манипулирующий захват, корпус, установленный с возможностью перемещения и поддерживания захвата, средства для вертикального перемещения корпуса по вертикальной направляющей штанге или штангам, при этом средства для вертикального перемещения включают двигатель вертикальной подачи, источник сжатого воздуха. (компрессор), регулятор давления, пневмотрубопровод, пневмоцилиндр для приложения направленного вверх усилия к вертикально движущемуся корпусу, причем наружный конец движущегося возвратно-поступательно штока пневмоцилиндра соединен с корпусом, а пневмоцилиндр закреплен на основании неподвижно, снабжен обратным клапаном и средствами хранения воздуха под давлением, расположенными между источником сжатого воздуха (компрессором) и пневмоцилиндром, а регулятор. давления и обрат ный клапан установлены между источником сжатого воздуха (компрессором) и средствами хранения воздуха, при этом средства хранения воздуха содержат один или два жестких бака, образующих жесткую конструкцию робота е

На фиг. i схематически изображен предлагаемый промышленный робот, общий вид, на фиг. 2 — схема пневматического контура средств уменьшения нагрузки промьппленного робота.

Робот содержит основание на основании смонтирован двигатель

2 вертикальной подачи,.механизм 3 передачи шкив — ремень, ходовой винт

4 и вертикальная направляющая штанга 5.

Вертикально перемещающаяся часть

6 промышленного робота содержит привод 7 вращения, подшипниковую коробку 8, корпус 9, руку 10, кисть 11 и захват 12.

Корпус 9 перемещается по вертикальной направляющей штанге 5 и вращается вокруг вертикальной оси с помощью привода 7.

Пневмоцилиндр 13 для приложения направленного вверх усилия к вертикально движущейся части 6 неподвижно закреплен Йа основании 1, которое является самым нижним элементом конструкции робота. Пневмоцилиндр

13 имеет шток 14, наружный конец которого соединен с корпусом 9 вертикально движущейся части 6.

Конструкция может быть выполнена так, что наружный конец штока 14 крепится к основанию 1, а конец з 1087 пневмоцилиндра 13, соединяется с вертикально движущейся частью 6.

Поскольку ходовой винт 4 взаимодействует с элементом 15, прикрепленным к корпусу 9 вертикально движущейся части б, то при вращении ходового винта 4 осуществляется вертикальное геремещение вертикально движущейся части 6 по вертикальной направляющей штанге 5. Корпус 9 1О снабжен ползушкой 16, подвижно установленной на вертикальной направляющей штанге 5. Вместо одной направляющей штанги 5 могут использоваться две направляющие штанги. 15

Сжатый воздух, создаваемый источником 17 сжатого воздуха (компрессором), направляется в бак 18 через регулятор 19 давления и обратный клапан 20. 20

При этом жесткий бак 18 выполнен из двух частей, соединенных одна с другой и с пневмоцилиндром 13 с помощью пневмотрубопроводов 21.

Работа устройства осуществляется 2 следующим образом.

Включается двигатель 2 вертикаль,ной подачи, вращение ходового винта

4 осуществляется через механизм 3 передачи шкив-ремень. Поскольку ходовой винт 4 взаимодействует с элементом 15, прикрепленным к корпусу

9 вертикально движущейся части Ь, то при вращении ходового винта 4 осуществляется вертикальное переме- . щение вертикально движущейся части б по вертикальной направляющей штанге 5.

При этом сжатый воздух, создаваемый компрессором 17, направляется в жесткий бак 18 через регулятор 19 давления и обратный клапан 20. Воздух в жестком баке 18 хранится под требуемым фиксированным давлением.

Затем воздух под этим фиксированным. 4 давлением подается в пневмоцилиндр

l3 по трубопроводу 21, в результате чего направленное вверх усилие, соответствующее пройзведению давления воздуха на эффективную площадь пневмоцилиндра 13, прикладывается штоком 14 поршня цилиндра 13 к вертикально движущейся части 6. Жест- кий бак 18 имеет достаточную емкость

Таким образом, по пневмоцепи (фиг.2) сжатый воздух всегда подается из жесткого бака 18 в пневмоцилиндр 13, как только бак будет заполнен. Поэто061 му компрессор 17 может быть значительно меньшей производительности, т.е. копрессор должен иметь произво" дительность, достаточную для.подачи воздуха под давлением в бак, когда давление в жестком баке 18 падает ниже установленного регулятором 19 из-за утечек в жестком баке l8 пневмоцилиндре 13 или пневмотрубопроводах 21 между компрессором 17 и пневмоцилиндром 13. Направленное вверх усилие, создаваемое пневмоцилиндром

13 и прикладываемое к вертикально движущейся части 6, обеспечивается давлением воздуха в жесткцм баке 18 и в пневмоцилиндре 13. Кроме того, давление в жестком баке 18 постоянно поддерживается на требуемом фик- сированном уровне в течение длительного периода времени после заполнения этого бака. Это также позволяет использовать компрессор значительно меньшей мощности, что требует меньшего расхода энергии для его работы.

В соответствии с пневмоконтуром (фиг.2) направленное вверх усилие, прикладываемое к вертикально движущейся части 6, может поддерживаться постоянным. В соответствии с законом абсолютных систем давлений имеет место зависимость

V„(Р + 1,03) - (V„+ V2) (Р +

+ 1,03 + Р)..., объем жесткого бака 18 пневмотрубопровода 21, соединяющего жесткий бак 18 с пневмоцилиндром 13, увеличение объема пневиоцилиндра 13 в результате подъема вертикально движущейся части 6, требуемое фиксированное давление, устанавливаемое регулятором 19 давления сжатого воздуха в жестком баке 18, увеличение давления пневмЬцилиндра вследствие увеличения объема пневмоцилиндра 13. где V, Ф

Повышение давления дР незначительно, когда 7,(значительно больше

VZ, поэтому давление в пневмоцилиндре 13 поддерживается по существу постоянным, несмотря на увеличение обью ема этого пневмоцилиндра. Когда объем камеры пневмоцилиндра 13 уменьшается вследствие перемещения вниз вертикально движущейся части 6, повышение

10870б1

ВНИИПИ Заказ 2277/53 Тираж 1033 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 давления в камере незначительно, так как камера пневмоцилиндра 13 и жесткий бак 18 непосредственно соединены трубопроводом 21.

Таким образом, давление воздуха в пневмоцилиндре 13 всегда поддержи— вается по существу постоянным

Использование средства хранения воздуха, выполненного в виде жесткого бака, позволяет повысить жесткость конструкции промышленного робота, 5 а также экономить энергию за счет многократного использования сжатого воздуха, использовавшегося один раз в пневмоцилиндре.