Захватное устройство

 

ЗАХВАТНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус с направляюгцими в которых расположены зажимные узлы, имеющие каретки, кинематически связанные с соответствующими индивидуальными приводами и установленные с возможностью перемещения в направле-. НИИ, перпендикулярном оси захватного устройства, отличающееся тем, что, с целью повьппения производительности путем обеспечения захвата неориентированных деталей типа валов и их ориентации относительно захватного устройства, оно снабжено системой управления, злектрически связанной с чувствительными элементами, каждый зажимной узел вьтолнен в виде планки, связанной посредством кинематической вращательной пары с кареткой , имеющий упор, в планке вьтолнена направляющая, в которой симметрично относительно зтого упора установлены два ползуна, связанные с дополнительными индивидуальными приводами, а чувствительные элементы закреплены на ползунах, снабженных направляющими , в которых подпружиненно установлены зажимные элементы, имеющие на внешней поверхности наклонные пазы для взаимодействия с соответствующиi ми чувствительными элементами, при (Л чем зажимные элементы каждого зажимного узла в сведенном состоянии образуют в нижней части цилиндр, ось которого расположена на окружности, центр которой совпадает с центром захватного устройства и с осью кинематической вращательной пары, а каретки зажимных узлов расположены под углом 120 одна относительно другой.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН (51)4 В 25 .Т 15 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3770426/25-08 (22) 05,07.84 (46) 30.10.86. Бюл. 11 40 (71) Тольяттинский политехнический институт (72) В.С.Ваулин и Ж.С.Равва (53) 62-229.72(088.8) (56) Авторское свидетельство АЗССР

В 1212781, кл. В 25 J 15/00, 1984. (54) (57) ЗАХВАТНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус с направляющими, в которых расположены зажимные узлы, имеющие каретки, кинематически связанные с соответствующими индивидуальными приводами и установленные с возможностью перемещения в направле-. нии, перпендикулярном оси захватного устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности путем обеспечения захвата неориентированных деталей типа валов и их ориентации относительно saxватного устройства, оно снабжено системой управления, электрически свя"

„„SU„„1266735 А 1 занной с чувствительными элементами, каждый зажимной узел выполнен в виде планки, связанной посредством кинематической вращательной пары с кареткой, имеющий упор, в планке выполнена направляющая, в которой симметрично относительно этого упора установлены два ползуна, связанные с дополнительными индивидуальными приводами, а чувствительные элементы закреплены на ползунах, снабженных направляющими, в которых подпружиненно установлены зажимные лементы, имеющие на внешней поверхности наклонные пазы для взаимодействия с соответствующими чувствительными элементами, причем зажимные элементы каждого зажимного узла в сведенном состоянии образуют в нижней части цилиндр, ось ко- С, торого расположена на окружности, центр которой совпадает с центром захватного устройства и с осью кинематической вращательной пары, а каретки зажимных узлов расположены под углом 120 одна относительно другой.

1 126

Изобретение относится к робототехнике, а именно к захватным устройствам, предназначенным для захвата неориентированных деталей типа валов из навала.

Целью изобретения является повышение производительности путем обеспечения захвата неориентированных деталей типа валов и их ориентации относительно захватного устройства °

На фиг.l изображено захватное устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3— разрез Б-Б на фиг. l; на фиг.4 — вид

В на фиг.l; на фиг.5 — схемы расчета геометрических зависимостей в захвате для выполнения условия непопадания (детали) вала одновременно на два пальца, расположенных на разных каретках, на фиг.6 — возможные схемы охвата вала; на фиг.7, — возможные схемы зажима вала при условии охвата вала двумя пальцами.

Захватное устройство содержит корпус 1, имеющий три направляющие, расположенные под углом 120 одна относительно другой, и цапфу (не показана), с помощью которой захватное устройство устанавливается в руке промьппленного робота с возможностью вращения. В направляющих корпуса 1 расположены зажимные узлы, имеющие. каретки 2, кинематически связанные с соответствующими индивидуальными приводами 3 и установленные с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном оси захватного устройства.

Каждый зажимной узел выполнен в виде установленной в торцовой части каретки 2 планки 4, кинематически связанной с последней посредством кинематической вращательной пары.

При этом на оси 5 этой пары в нижней ее части установлена планка 4.

В каждой планке 4 выполнена направляющая, в которой установлены два ползуна 6, связанные с дополнительными индивидуальными приводами 7.

Ползуны 6 установлены в направляющих с возможностью перемещения в направлении, перпендикупярном перемещению каретки 2. Между ползунами 6 расположен упор 8, установленный в пазу планки 4 и закрепленный в каретке 2.

Упор 8 выполнен например, в виде стержня, а паз в планке 5 — в виде части окружности.

В каждом ползуне 6 выполнены направляющие, в которых подпружинено, например пружинами сжатия 9, уста— новлены зажимные элементы 10. Зажимные элементы 10 установлены без воэможности вращения относительно своей оси. Так чтобы исключить возможкость вращения зажимных элементов

10, они имеют шпоночный паз и свя10 занную с ним шпонку 11, размещенную в ползуне 6.

Кроме того, каждый зажимной элемент 10 имеет наклонный паз, с которым взаимодействует подвижная часть

15 чувствительного элемента 12, а его неподвижная часть закреплена на пелзуне 6.

Зажимные элементы 10 каждого зажимного узла в сведенном состоянии

20 образуют в нижней части цилиндр, ось которого расположена на окружности, центр которой совпадает с центром захватного устройства и с осью кинематической вращательной пары.

Чувствительные элементы 12 электрически связаны с системой управления (не показана) захватного устройства и с распределительным устройством дополнительных индивидуальных

30 приводов 7 на одной из соседних кареток 2 и индивидуальных приводов 3 той каретки 2, которой принадлежит чувствительный элемент 12.

Для обеспечения возможности захвата детали необходимо, чтобы деталь была схвачена, как минимум, двумя из трех зажимных элементов 10. Для этого необходимо выполнение условия, заключающееся в том, чтобы диаметр

4g окружности, на котором расположены нижние части зажимных элементов 10, был не менее двух сумм диаметра зажимного элемента 1 0 и захватываемой детали (вала). Для обоснования этой зависимости рассмотрим возможные положения вала в захватном устройстве.

Для определенности и удобства вывода зависимости рассмотрим случай, когда ось вала проходит через ось захватного устройства. Для определенности возьмем за исходное положение детали в захватном устройстве такое, при котором ось детали совпадает с осью зажимного элемента 10, Так как конструкция захватного устройства симметрична, то при изменении положения детали через каждые 60 деталь будет занимать относительно захватного устЭ 1266735

АВ + ВС = ОС sin%

АВ + ВС = ОС з1пЧ.

АВ + ВС = ОС-sing.

S5 ройства положение, равносильное начальному, т.е. ось детали будет проходить через ось зажимного элемента

10. Поэтому для рассмотрения всех возможных положений детали типа вал относительно захватного. устройства достаточно рассмотреть все возможные положения детали в диапазоне (в секторе) 60 .

Рассмотрим исходное положение детали в захватном устройстве, изображенном на фиг. 5а, где ОС вЂ” радиус окружности, на котором расположены центры пальцев в нижней их части;

А — радиус вала; ВС вЂ” радиус пальца; — угол между осью вала и радиусом ОС.

Из треугольника АОС имеем

Рассмотрим промежуточное положение вала в захватном устройстве, изображенном на фиг. 5b. Также из треугольника АОС имеем

Так как диаметр, на котором распс— ложены зажимные элементы 10,. не измейился, не изменяется также диаметр зажимного элемента, то для выполне!

/2 d окружности центров зажимных элементов

Захватное устройство работает следующим образом.

При подводе захнатного устройства к неориентированному валу возможны (как показано из рассмотрения фигур 5а,b,á) два варианта охвата вала: тремя зажимными элементами 10 (фиг.7a). Рассмотрим случай, изображенный на фиг.78. После подвода и охвата зажимными элементами 10 вала включаются индивидуальные приноды 3 и вал автоматически зажимается. При. зажиме вала либо он изменяет свое положение относительно захватного устройства, либо захватное устройство вращается относительно своей оси в руке промьппленного робота (не показана). Если необходимо определить ось вала относительно захватного устройства, то после подвода захватного устройства включаются не все приводы

3, а только постоянно один привод 3, и деталь (нал) прижимается к двум базирующим зажимным элементам 10.

Если при подводе захватного,устройства один из зажимньцс элементов ния условия непопадания одновременно вала на дна зажимньж элемента 10 его диаметр должен уменьшаться. Минимального значения диаметр вала достигает в положении, изображенном на фиг.56. При этом и меньшем диаметре вала для любого из положений (при условии совпадения его оси и оси захвата) исключается попадание вала на дна зажимных элемента 10 одновременно. Минимальный диаметр вала определим из треугольника АОС, где угол

Ч = 30

АВ + ВС = ОС 1/2, тогда d детали + d зажимного элемента = )/2d окружности центров зажимных элементов, т.е. 2d детали + 2d зажимного элемента = d окружности центров зажимных элементов.

Как видно из фиг.54, при условии, что диаметр вала или зажимного элемента будут меньше критических значений (при которых левая часть уравнения равна правой), то рассмотренное условие не попадания пальца одновременно будет выполняться и при смещении оси вала от оси захватного устройства на величину, равную л, где зажимного элемента -d детали

10 попадает на нал (фиг.65), то его чувствительный элемент 12 отключает соответстнующий индивидуальный IIQH нод 3 той каретки 2, которой принадлежит этот чувствительный элемент, и включает дополнительные индивидуальные приводы 7 одной из соседних ка40 реток 2. После срабатывания дополнительных индинидуальных приводов 7 и

" раздвижения ползунов 6 включаются индивидуальные приводы 3 двух кареток

2. При этом, если планка 5 установлена с возможностью вращения, то бу дет реализована схема зажима, изображенная на фиг.7а. Если йланка 5 установлена на каретке 2 неподвижно, то будет реализована схема зажима, изображенная на фиг.76 . В том и другом случае положение детали определено относительно захватного устройстна.

Упор 8, установленный между ползунами 6, не позволяет планке 5 вращаться, когда ползуны 6 установлены рядом. Когда ползуны 6 раздвинуты в противоположные стороны, планка 5

В 12667 получает дополнительную степень свободы.

Предлагаемое захватное устройство, используя наиболее удобные, не требующие настройки захватные элементы, простейшую систему управления, реалиэованную на конечных выключателях, и крайне простые приемы, позволяет осуществить статически определенную систему базирования при захвате неориентированного вала, увеличить производительность работы и расширить функциональные возможности.

1266735

1266735

1Î

Составитель И.Бакулйна

Техред А.Кравчук

Редактор А.Гулько

Корректор И.Эрдейи

Заказ 5711/13

Тираж 1031 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4