Промышленный робот

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к промышленным роботам, предназначенным повторять заданную схему перемещений рабочего органа, заложенную в память автоматического управления. Для повышения производительности и срока службы промышленного робота он имеет шарнирно сочлененные звенья 2 и 3, силовые гидроцилиндры 4 и 5, поршни которых посредством стержней 8 и 9 кинематически связаны с соответствующими звеньями, и систему управления. Каждое звено снабжено ограничителем хода поршня силового гидроцилиндра, выполненным в виде двух упругих элементов - пружин 18 и 19, одна из которых установлена на конце стержня 12 и 13, пропущенного через отверстие скобы 16, выполненной на корпусе цилиндра, и закрепленного шарнирно на оси соответствующего звена, а вторая - смонтирована в нижней (поршневой) полости гидроцилиндра. Подобная конструкция ограничивает ход поршней гидроцилиндров в крайних положениях робота, что исключает сбои при записи и воспроизведении программы, а также исключает повреждение гидроцилиндров из-за ударов поршней о корпус. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к промышленным роботам, предназначенным повторять заданную схему перемещений рабочего органа, заложенную в память автоматического управления. Цель изобретения - повышение производительности и срока службы промышленного робота за счет снижения ударных нагрузок. На фиг. 1 изображен робот в крайнем левом положении; на фиг. 2 - то же, крайнее правое положение. Промышленный робот содержит основание 1, на котором установлены шарнирно сочлененные звенья - плечо 2 и предплечье 3, силовые гидроцилиндры 4 и 5 и систему управления (на чертеже не показана). Штоки 6 и 7 гидроцилиндров шарнирно связаны с соответствующими звеньями через стержни 8 и 9. Стержни 8 и 9 имеют возможность свободного продольного перемещения внутри штоков 6 и 7. На верхнем конце стержней 8 и 9 установлены фиксаторы штоков 10 и 11, которые соединены со звеньями робота шарнирно. На звеньях робота шарнирно одним концом закреплены стержни 12 и 13. Стержни проходят через скобы 14 и 15 гидроцилиндров и при перемещении звеньев робота могут свободно перемещаться вдоль гидроцилиндров. На другом конце стержней установлены пружины 16 и 17. В нижней полости гидроцилиндров установлены упругие элементы - пружины 18 и 19. Промышленный робот работает следующим образом. В режиме обучения робота штоки гидроцилиндров вдвинуты в гидроцилиндры и упираются в пружины 18 и 19. Пружины не поджаты. Фиксаторы 10 и 11 отсоединены от штоков. Оператор вручную перемещает рабочий инструмент и звенья робота по заданному технологическому маршруту. Штоки гидроцилиндров не перемещаются, а стержни 8 и 9 свободно перемещаются внутри штоков, стержни 12 и 13 свободно перемещаются в скобах 14 и 15. При подходе звеньев робота к крайним положениям происходит следующее. При подходе плеча к крайнему левому положению фиксатор 10, закрепленный на плече, упирается в шток 6 гидроцилиндра 4, шток начинает перемещаться вниз и сжимает пружину 18, которая препятствует оператору перемещать плечо против часовой стрелки. Пружина рассчитана таким образом, что при максимальном усилии со стороны оператора она уравновешивает усилие оператора, при этом пружина и шток цилиндра имеют запас хода вниз, равный величине γ , которая больше погрешности работы системы управления. Погрешность τ конкретной системы управления известна, поэтому γ легко определяется и равна γ = τ+ 1-2 мм. В режиме воспроизведения шток 6 посредством механизма фиксации 10 соединяется с плечом 2, и плечо начинает двигаться по заданной программе. При подходе плеча к крайнему левому положению шток 6 цилиндра 4 дойдет до того положения, до которого его довел оператор при обучении, т.е. еще останется запас хода, равный γ . Если система управления роботом отработает с погрешностью τ в ту же сторону, то шток пройдет вниз еще на величину τ , но все равно не дойдет до крайнего положения γ -τ= 1-2 мм и не произойдет удара в режиме воспроизведения. В крайнем левом положении плеча пружина 16 не работает. При подходе предплечья к нижнему положению (см. фиг. 1) стержень 13 выходит в верхнее положение и пружина 17 упирается в скобу 15. Пружина сжимается и препятствует оператору перемещать предплечье против часовой стрелки. Пружина рассчитана таким образом, что при максимальном усилии со стороны оператора она уравновешивает усилие оператора, при этом пружина имеет запас хода вверх, равный величине γ , которая больше погрешности работы системы управления. Как и в первом случае γ = τ +1-2 мм, где τ - погрешность системы управления. В режиме воспроизведения шток 7 цилиндра 5 будет в верхнем положении (показан пунктиром), и также имеет запас хода, равный γ . В этом случае, как и в первом, если система управления роботом отработает с погрешностью τ в ту же сторону, то шток пройдет вверх еще на величину τ, но шток все равно не дойдет до крайнего положения γ -τ= 1-2 мм и не произойдет удара в режиме воспроизведения. В крайнем нижнем положении предплечья пружина 19 не работает. При подходе звеньев робота к крайним положениям, плеча - к правому, предплечья - к нижнему (см. фиг. 2), работа робота как при обучении, так и при воспроизведении происходит аналогично, только работают другие пружины. При подходе плеча к крайнему правому положению работает пружина 16 и уравновешивает усилие оператора, пружина 18 не работает. При подходе предплечья к верхнему положению работает пружина 19 и уравновешивает усилие оператора, пружина 17 не работает. При любом промежуточном положении плеча предплечье может занимать крайние положения, при нижнем крайнем положении работает пружина 17, а при крайнем верхнем положении - пружина 19. При любом промежуточном положении предплечья плечо может занимать крайние положения. При крайнем левом положении плеча работает пружина 18, а при крайнем правом положении плеча работает пружина 16.

Формула изобретения

ПРОМЫШЛЕННЫЙ РОБОТ, содержащий шарнирно связанные звенья, силовые цилиндры, штоки которых через фиксатор, имеющий стержень, шарнирно связаны с соответствующими звеньями, а корпусы - с основанием, и систему управления, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и срока службы за счет снижения ударных нагрузок, каждое звено снабжено ограничителем хода поршня силового цилиндра, выполненным в виде шарнирно связанного с звеном стержня, на конце которого расположен первый упругий элемент, взаимодействующий с корпусом силового цилиндра, а в поршневой полости силового цилиндра расположен второй упругий элемент, при этом стержень фиксатора параллелен стержню ограничителя хода поршня.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 03.06.1996

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2002

Извещение опубликовано: 27.12.2002        

---