Устройство управления промышленным роботом

 

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫМ РОБОТОМ, содержащее насос высокого давления, соединенный с шзлостью гидрокомпенсатора, исполнительные гидроцилиндры с гидрораспределителями , соединенными с выходом насоса высокого давления и через первый обратный клапан со штоковой полостью мерного гидроцилиндра, поршневая полость которого соединена с гидроаккумулятором непосредственно, через второй обратный клапан с гидрокомпенсатором , а через гидрораспределитель , механически связанный со штоком мерного гидроцилиндра, и последовательно с ним включенный гидрораспределитель , механически связанный со штангой привода программатора, с полостями привода этого программатора , шток которого через зубчатую рейку и зубчатые колеса кинематически соединен с барабаном с Т-образными пазами, в которых закреплены постоянные магниты, а гидрораспределители исполнительных гидроцилиндров механически связаны с упорами. размещенными на штоке привода программатора , отличающееся тем, что, с целью расширения функционгльных возможностей, оно содержит насос низкого давления, дополнительный гидрораспределитель , управляющий гидроцилиндр и гидрсгцилиндры-дозаторы с соответствующими гидрораспределителями, каждый из вновь введенных гидроцилиндров через свой гидрораспределитель соединен с выходом насоса низкого давления, вход которого соединен с гидрокомпенсатором, полости управляющего гидроцилиндра через стюй гидрораспределитель соединены с гидрорасЬределителями гидроцилиндров-дозаторов и через дополнительный гидрорас (Л пределитель - со штоковой полостью мерного гидроцилиндра, шток управляющего гидроцилиндра снабжен микропере-, ключателем, установлен соосно со штоком одного из исполнительных гидроцилиндров и электрически соединен с одним из входов гидрораспределителя упо авляющего гидроцилиндра, гидро4 распределителем исполнительного гидро : цилиндра, шток которого соосен штоку управляющего гидроцилиндра и с дополнительным гидрораспределителем, а на гидрораспределителях мерных гидроцилиндров установлены постоянные магниты, расположенные в непосредственной близости у барабана с Т-образными пазами, причем другой вход гидрораспределителя управляющего гидроцилиндра механически связан с одним из упоров, размещенным на штоке привода программатора.

СООЗ СОВЕТСНИХ

И О

РЕСПУБЛИН

6% 01) з ) F 15 В 21/02

13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ1Ф (21) 3386039/24-24 (22) 22.01.82 (46) 23.07.84 Бюл. № 27 (72) Ю.А.Черникова (53) 621-525(088.8) (56) 1. Иашиностроительный гидропривод. Под ред. Прокофьева В.Н.

И., "Машиностроение", 1978, с.481.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 2490456/25-08, кл. F 15 В 21/02, 1978 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО УПРАВПЕНИЯ ПРОИЫШЛЕННЫИ РОБОТОИ, содержащее насос высокого давления, соединенный с палостью гидрокомпенсатора, исполнительные гидроцилиндры с гидрораспределителями, соединенными с выходом насоса высокого давления и через первый обратный клапан со штоковой полостью мерного гидроцилиндра, поршневая полость которого соединена с гидроаккумулятором непосредственно, через второй обратный клапан с гидрокомпенсатором, а через гидрораспределитель, механически связанный со штоком мерного гидроцилиндра, и последовательно с ним включенный гидрораспределитель, механически связанный со штангой привода программатора, с полостями привода этого программатора, шток которого через зубчатую рейку и зубчатые колеса кинематически соединен с барабаном с Т-образными пазами, в которых закреплены постоянные магниты, а гидрораспределители исполнительных гидроцилиндров механически связаны с упорами, размещенными на штоке привода программатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функционгльных возможностей, оно содержит насос низкого давления, дополнительный гидрораспределитель, управляющий гидроцилиндр и гидрсщилиндры-дозаторы с соответствующими гидрораспределителями, каждый из вновь введенных гидроцилиндров через свой гидрораспределитель соединен с выходом насоса низкого давления, вход которого соединен с гидрокомпенсатором, полости управляющего гидроцилиндра через спой гидрораспределитель соединены с гидрорасЙределителями гидроцилиндров-дозаторов и через дополнительный гидрораспределитель — со штоковой полостью мерного гидроцилиндра, шток управляющего гидроцилиндра снабжен микропере ключателем, установлен соосно со штоком одного из исполнительных гидроцилиндров и электрически соединен с одним из входов гидрораспределителя упавляющего гидроцилиндра, гидрораспределителем исполнительного гидро. цилиндра, шток которого соосен штоку управляющего гидроцилиндра и с дополнительным гидрораспределителем, а на гидрораспределителях мерных гидроцилиндров установлены постоянные магниты, расположенные в непосредственной близости у барабана r

Т-образными пазами, причем другой вход гидрораспределителя управляющего гидроцилиндра механически связан с одним из упоров, размещенным на штоке привода программатора.

1104311

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть применено для управления промышленными роботами с гидравлическим приводом.

Известно устройство управления йромышленным роботом с гидроцилиндрами дискретных смещений. Гидроцилиндры с составными поршнями построены по принципу двоичного кода и при исполЬзовании в различных комбинаци- 10 ях 0 входных сигналов обеспечивав ют получение 2 -1 разных положений штока с постоянным интервалом дискретности, определяемым конструкцией составного поршня (1) .

Недостатками такого устройства управления промышленным роботом является низкая надежность работы из-за наличия большого количества управляющей электрической аппаратуры 20 и малые функциональные возможности.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство управления промышленным роботом, содержащее насос высокого давления, соединенный 25 с полостью гидрокомпенсатора, исполнительные гидроцилиндры с гидрораспределителями, соединенными с выходом насоса высокого давления и через первый обратный клапан со штоковой по- З0 лостью мерного гидроцилиндра, поршневая полость которого соединена с гидроаккумулятором непосредственно, через второй обратный клапан с гидроKoMIIeHcBTopoM B через гидрораспреде- 35 литель, механически связанный с мерным гидроцилиндром, и последовательно с ним включенный гидрораспределитель, механически связанный со штангой привода программатора,— 40 с полостями привода этого программатора, шток которого через зубчатую рейку и зубчатые колеса кинематичес, ки соединен с барабаном с Т-образными пазами,вкоторых закреплены посто- .45 янные магниты, а гидрораспределители исполнительных гидроцилиндров механически связаны с .порами,. размещенны,ми на штоке привода программатора f2) .

Недостатками известного устройст*.ва являются невозможность автоматической установки поршней исполнительных гидроцилиндров в любом заданном положении и сложность смены программы.

Цель изобретения — расшинение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что устройство управления промышленным роботом, содержащее насос высокого давления, соединенный с полостью гидрокомпенсатора, исполнительные гидроцилиндры с гидрораспределителями, соединенными с выходом насоса высокого давления и через первый обратный клапан — со штоковой полостью мерного гидроцилиндра, поршневая полость которого соединена с гидроаккумулятором непосредственно, через второй обратный клапан с гидрокомпенсатором, а через гидрораспределитель, механически связанный со штоком мерного гидроцилиндра, и последовательно с ним включенный гидрораспределитель, механически связанный со штангои привода программатора, — с полостями привода этого программатора, шток которого через зубчатую рейку и зубчатые колеса кинематически соединен с барабаном с Т-образными пазами, в которых закреплены постоянные магниты, а гидрораспределители исполнительных гидроцилиндров механически связаны с упорами, размещенными на штоке привода программатора, дополнительно содержит насос низкого давления, дополнительный гидрораспределитель, управляющий гидроцилиндр и гидроцилиндрыдозаторы с соответствующими гидрорас= пределителями, каждый из вновь введенных гидроцилиндров через свой гидрораспределитель соединен с выходом насоса низкого давления, вход которого соединен с гидрокомпенсатором, полости управляющего гидроцилиндра через свой гидрораспределитель соединены с гидрораспределителями гидроцилиндров-дозаторов и через дополнительный гидрораспределитель — со штоковой полостью мерного гидроцилиндра, шток управляющего гидроцилиндра снабжен микропереключателем, установлен соосно со штоком одного из исполнительных гидроцилиндров и электрически соединен с одним из входов гидрораснределителя управляющего гидроцилиндра, гидрораспределителем исполнительного гидроцилиндра, шток которого соосен штоку управляющего гидроцилиндра и с дополнительным гидрораспределителем, а на гидрораспределителях мерных гидроцилиндров установлены постоянные магниты, расположенные з непосредственной близости у барабана с Т-образными лазами, причем другой вход гидрораспределителя управляющего гидроцилиндра меха1104311

Управляющий гидроцилиндр 23 имеет 45 два штока 32 и 33, пружину 34 и микропереключатель 35, закрепленный на штоке 32. Полости управляющего гидроцилиндра 23 через гидрораспределитель 5 соединены с гидрораспреде- 50 лителями гидроцилиндров-дозаторов и с дополнительным гидрораспредели- . телем 9.

Привод 24 программатора включает поршень 36, шток 37 с упорами 38, барабаном 39 с Т-образными пазами для крепления в них постоянных магнитов.40.На штоке 37 закреплен крон.

55 тически связан с одним из упоров, раэ мещенным на штоке привода программатора.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство управления промышленным роботом содержит насос I низкого давления и насос 2 высокого давления, гидрораспределители .3-12, предохра- 10 нительные 13 и 14 и обратные 15 и 16 клапаны, гидроцилиндры-дозаторы 17 и 18, исполнительные гидроцилиндры 19-21, мерный 22 и управляю— щий 23 гидроцилиндры, привод 24 программатора, гидроаккумулятор 25 и гидрокомпенсатор 26.

Гидроцилиндры-дозаторы 17 и 18 имеют подпружиненные поршни 27 и 28.

Они соединены гидролиниями с гидрораспределителями 3 и 7, на плунжерах которых закреплены постоянные магниты 29 и 30. Гидрораспределители 3 и 7 подсоединены к напорной гидролинии насоса 1 низкого давления. Слив 25 жидкости из гидроцилиндров-дозаторов 17 и 18 и управляющего гидроцилиндра 23 может осуществляться через гидрораспределители 9 и 12 в гидрокомпенсатор 26.

Мерный гидроцилиндр 22 снабжен пружиной 31. Его штоковая полость соединена со сливными гидролиниями исполнительных гидроцилиндров 19, 20 и 21 через обратный клапан 16, а также с дополнительным гидрораспределителем 9. Поршневая полость мерного гидроцилиндра 22 соединена с гидроаккумулятором 25, гидрораспределителем 11 и обратным клапа- 40 ном 15, установленным в гидролинии, соединяющей поршневую полость мерного гидроцилиндра 22 с гидрокомпенсатором 26. штейн 41 для переключения гидрораспределителя 10, которое осуществляется через пружины 42 и 43, упоры

44 и 45 и штангу 46. Пружины 42 и 43 обеспечивают полное и быстрое переключение гидрораспределителя 10 в крайних нижнем и верхнем положениях поршня 36. На штоке 37 закреплена также зубчатая рейка 47, которая сцеплена с зубчатыми колесами 48 и 49. Зубчатые колеса 48 и 49 имеют на торце зубья с односторонним скосом, которые взаимодействуют с зубьями полумуфт 52 и 53. Полумуфты 52 и 53 смонтированы на шпонках или шлицах и могут перемещаться по валам в осевом направлении. Пружинами 54 и 55 они поджимаются к зубчатым колесам 48 и 49.

Торцовые зубья колес 48 и 49 имеют скосы разного направления. Поэтому барабан 39 с постоянными магнитами 40 от зубчатого колеса 48 поворачивается только при движении зубчатой рейки 47 со штоком 37 вверх.

А при движении зубчатой рейки 47 со штоком 37 вниз вращение барабана 39 осуществляется от зубчатого колеса

49 с помощью вспомогательного вала 51 и зубчатых колес 56 и 57, жестко закрепленных на валах 50 и 51.

Таким образом, вращение барабана 39 с постоянными магнитами 40 осуществляется всегда в одну и ту же сторону при возвратно-поступательном движении поршня 36.

Гидрокомпенсатор 26 имеет поршень

58 и пружину 59.

Управление гйдрораспределителями 4, 5, 6 и 8 осуществляется от упоров 38 привода программатора. Управление гидрораспределителями 3 и 7 гидроцилиндров-дозаторов осуществляется постоянными магнитами 40, а гидрораспределителей 11 и 12 — от штока мерного гидроцилиндра 22. Микропереключатель 35 установлен соосно со штоком исполнительного гидроцилиндра 19 и электрически соединен с одним из входов управляющего гидроцилиндра 23, гидрораспределителем исполнительного гидроцилиндра и с дополнительным гидрораспределителем 9.

Устройство управления промышленным роботом работает следующим образом.

Включается насос 1 низкого давления и насос 2 высокого давления. Через гидрораспределители 3, 7 и 5 жид1104311 кость от насоса 1 поступает в управляющий гидроцилиндр 23. его поршень со штокамй 32 и 33 вместе с микропереключателем 35 перемещаются вправо.

Из нерабочей полости управляющего гидроцилиндра 23 жидкость вытесняется через гидрораспревелители 5, 3 и 7 в гидроцилиндры- дозаторы 17 и 18.

Когда гидроцилиндры-дозаторы полностью заполняются жидкостью поршень управляющего гидроцилиндра 23 со штоком 32 и 33 и микропереключателем 35 остановятся в заданном положейии. Заполняются жидкбстью гидроцилиндры-дозаторы, у которых включены их гидрораспределители.

От насоса 2 высокого давления жидкость поступает через гидрораспределитель 6 в исполнительный гидроцилиндр 20. Иэ его нерабочей полости жидкость через гидрораспределитель 6, обратный клапан 16 поступает в штоковую полость мерного. гидроцилиндра 22. Поршень мерного

2S гидроцилиндра 22 перемещается, сжимая пружину 31. Жидкость из поршневой полости мерного гидроцилиндра 22 вытесняется в гидроаккумулятор 25, так как гидрораспределитель 11 и о6ратный клапан 15 закрыты. При подходе поршня мерного гидроцилиндра 22 к крайнему нижнему положению включается гидрораспределитель 11 и жидкость из гидроаккумулятора 25 вытесняется в привод 24 программатора. В крайнем нижнем положении поршня мерного гидроцилиндра включается гидрораспределитель 12 и выключается гидрораспределитель 11. Поршень 36 40 со штоком 37, упорами 38 и зубчатой рейкой 47 перемещаются на заданное расстояние. Барабан 39 с постоянными магнитами 40 поворачивается на заданный угол. Упорами 38 включается гидро-l4s распределитель 4 и выключается гидрораспределитель 6 (в зависимости от заданной программы).

Вступает в работу исполнительный гидроцилиндр 19. его поршень со штоS0 ком, на котором могут быть закреп- . лены захваты, инструменты и т.д., перемещается до тех пор, пока шток йли другая какая-либо подвижная часть ие переключит микрбпереключатель 35.

Срабатывает электромагнит гидрораспределителя 4 и его плунжер устанавливается в среднее положение. Для переключения гидрораспределителя 4 с помощью электромагнита при поджатом упором 38 плунжере применяют специальный стержень-кнопку с фиксатором и плоскую пружину с упором, т.е. переключение осуществляется упором через плоскую пружину. Включаются также электромагниты гидрораспределителей 5 и 9.

Жидкость от насоса 1 низкого давления поступает через гидрораспределители 3, 5 и 7 в правую полость управляющего гидроцилиндра 23 и вытесняется из левой через гидрораспределители 5 и 9 в мерный гидроцилиндр 22. Из штоковой полости исполнительного гидроцилиндра 19 жидкость также поступает в мерный гидроцилиндр 22. Под действием пружин поршни 27 и 28 гидроцилиндров-дозаторов 1? и 18 вытесняют жидкость через гидрораспределители 3, 7 и 9 в мерный гидроцилиндр 22.Из мерного гидроцилиндра 22 жидкость уже описанным способом поступает в привод 24 программатора, который упором 38 переключает гидрораспределитель 4. Исполнительный гидроцилиндр 19 занимает исходное положение, вытесняя жидкость из нерабочей полости в мерный гидроцилиндр 22 и затем в привод 24 программатора.

Упорами 38 включаются гидрораспределители 5 и 8. Срабатывают управляющий гидроцилиндр 23 и исполнительный гидроцилиндр 21 и т.д.

В крайнем верхнем положении порш- ня 36 кронштейн 41 через пружину 43, упор 45 и штангу 46 переключает гидрораспределитель 10. Теперь жидкость от исполнительных гидроцилиндров, гидроцилиндров-дозаторов и управляющего гидроцилиндра поступает в штоковую полость привода 24 программатора и поршень 36 перемещается вниз. В крайнем нижнем положении поршня 36 кронштейн 41 через пружину 42, упор 44 и штангу 46 переключает гидрораспределитель 1О в исходное положение. Упоры 44 и 45 могут по резьбе перемещаться по штанге 46, обеспечивая при необходимости различный ход поршня 36. Точность установки поршня исполнительного гидроцилиндра 19 зависит в основном от количества гидроцилиндров-дозаторов. Их число должно соответствовать требуемой точности поэици7 11043 онирования. Подключая гидроцилиндры-дозаторы по заданной программе в различных комбинациях, обеспечивают (2-1) разных по величине позиционных перемещений поршня.

Различные:ходы поршня исполнительного гидроцилиндра 19 в процессе работы промышленного робота устанавливаются автоматически. Переключение гидрораспределителей гидроцилиндров-дозаторов IIo заданной программе осуществляется с помощью постоянных магнитов 40:. одноименные полюса отталкиваются, разноименные притягиваются. Перемещение барабана 39 в соответствии с заданной программой осуществляется жидкостью, вытесняемой из нерабочих полостей исполнительных гидроцилиндров. Наличие мерного гидроцилиндра 22 и гидроаккумулятора 25; обеспечивает перемещение поршня 36 привода 24 программатора всегда на равное расстояние, несмотря на то, что из исполнительных гидроцилиндров вытесняются различные объемы жидкости. Поэтому упоры 38 все одинаковые-и имеют простую форму.

Общий годовой зкономический эффект промышленного робота с предлагаемым устройством управления за счет обеспечения автоматической установки поршней исполнительных гидроцилиндров в любое заданное положение и простоты смены программы по сравнению, например, с промышленным роботом с гидроцилиндрами дискретных смещений, может составить не менее 2 тыс. руб.

BHHKIH Заказ 5182/25 . Тираж 667 Подписное

Cainnan ППП .Патент, г.Унтород, тл.Проектная, 4