Робототехнический комплекс

 

Изобретение относится к автоматизации поштучной выдачи заготовок для захвата их охватом промышленного робота, подачи их в штамп пресса, вьздачи отштампованных деталей из штампа и м.б. использовано в листоштамповочном производстве. Цель

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) дц 4 Б 21 D 43/13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ (21) 4192822/25 "27, 4193884/25-27 (22) 09,02.87 (46) 15.08,88, Бюл, № 30 (72) В.К.Смирнов, А.А.Чуенков, Н.В.Володин и В.П.Деев (53) 621.979.08 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1061896, кл. В 21 D 43/00, 1982. (54) РОБОТОТЕХНИЧЕСКИИ КОМПЛЕКС (57) Изобретение относится к автоматизации поштучной выдачи заготовок для захвата их схватом промышленного робота, подачи их в штамп пресса, выдачи отштампованных деталей из штампа и м.б. использовано в листоштамповочном производстве. Цель

1416244 снижение металлоемкости и повышение производительности путем уменьшения необходимой величины хода рук промышленного робота. Устройство содержит основание, на котором смонтировано магазинное устройство. Оно представляет собой многопозицонный кольцевой стол 8 и снабжено платформой

3, на которой установлен промьппленный робот 4. Магазинное устройство и робот 4 посредством основания установлены на каретке. Каретка расположена напротив пресса 6 с штампом 7 так, что оси 32 и 33 рук 28 и 29 с захватами 30 и 31 пересекаются над штампом 7. Рука 28 с захватом 30 переносит заготовку 16 из стопы 15 кассет 14 в штамп 7 пресса 6. Рука

29 с захватом 31 захватывает обработанные детали 34 и переносит их

Изобретение относится к автоматизации поштучной выдачи заготовок для захвата их схватом руки промышленного робота (ПР), подачи их в штамп пресса, выдачи отштампованных заготовок из штампа и,укладки их в приемное устройство для отштампованных заготовок, и может применяться в холод» ном листоштампованном производстве в автоматических линиях, участках, робототехнических комплексах на базе

ПР с применением систем микропроцессорного управления и ЭВМ.

На фиг. 1 изображен робототехни- 15 ческий комплекс, общий вид; на фиг.2разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез A-А на фиг. 1, вариант (второе исполнение связи поворотного стола с кареткой); на фиг. 4 — вид Б 20 на фиг, 2и 3.

Робототехнический комплекс содержит основание 1, на котором смонтировано магазинное устройство 2. Магазинное устройство 2 снабжено платфор- 25 мой 3, на которой установлен промьппленный робот 4. Магазинное устройство 2 и промышленный робот 4 посредством основания 1 установлены на откатной каретке 5 напротив пресса 6 30 в кассету 35. Кольцевой стол снабжен полой ступицей. Он может быть кинематически связан с роботом 4 двухступенчатой цилиндрической колонкой, которая закреплена на основании и проходит внутри стола 8, Полая ступнца служит подшипником для опоры стола 8 на колонну. На колонне смонтирована платформа 3 с роботом 4.

Кинематическая кольцевая связь стола

8 с роботом 4 может быть выполнена в виде кольцевой опоры, внутри которой посредством кольцевого кронштейна установлен корпус робота 4. В этом случае кольцевой стол 8 с помощью полой ступицы смонтирован на кольцевой опоре с возможностью поворота . вокруг корпуса робота 4, а робот 4 жестко смонтирован на основании.

2 з,п. ф-лы, 4 ил. с рабочим штампом 7. Магазинное устройство 2 представляет собой .многопозиционный кольцевой поворотный стол 8, снабженный полой ступицей 9, служащей подшипником,цля опоры стола

8 на колонну 10, которая закреплена на основании 1 и проходит сквозь кольцевой поворотный стол 8. На этой колонне 10 смонтирована и платформа 3.

Связь кольцевого поворотного стола 8 с кареткой 5 может осуществляться также посредством кольцевой опоры

11. Кольцевая опора 11 выполнена в виде шарикового подшипника различных конструкций и установлена снаружи корпуса 12 робота 4 посредством кольцевого кронштейна 13. В этом исполнении поворотный стол 8 с помощью полой ступицы 9 смонтирован на кольцевой опоре 11 с возможностью поворота вокруг корпуса 12 прогышленного робота 4.

На позициях с одной стороны поворотного стола 8 устайовлены сменные касссеты 14, каждая иэ которых служит для размещения на ней стопы 15 заготовок 16 для последующей выдачи их по одной штуке для подачи в штамп

3 14 116?4

7 пресса 6 на рабочей позиции, обозначенной индексом A . Позиция А является рабочей позицией для загрузки пресса 6 исходными заготовками 16.

Кассета 14 по конструкции представляет собой штыри 17, которые закреплены на своих основаниях 18 со сквозными отверстиями 19 в соответствии с размерами и конфигурацией 10 заготовок 16. Магазинное устройство

2 имеет привод 20 для выдачи исходных заготовок 16, смонтированный под поворотным столом 8 на основании

1 на рабочей позиции А . Привод 20 при помощи блока управления (не показан) работает в режиме выдачи заготовок 16 по одной штуке и выполнен в виде различных механизмов, например, в виде пневмоцилиндра со штоком 20

21, на котором смонтирована сменная опорная шайба 22, которая служит опорой для стопы 15 при выдаче исходных заготовок 16.

В поворотном столе 8 на каждой 25 его позиции выполнено отверстие 23, которое совместно с отверстием 19 основания 18 кассеты 14 служит для прохождения сменной опорной шайбы 22 при выдаче заготовок 12 из кассеты 11. 0

В исходном положении шайба 22 находится в крайнем нижнем положении под поворотным столом 8, так, что она Не препятствует в этом положении его повороту.

Привод поворота 24 стола 8 установлен также на основании 1 и осуществляет еFQ поворот с установленными на нем кассетами 14 посредством зубчатой передачи, сос rоящeй из шестерни 25, смонтированной на валу 26 привода поворота 24, и зубчатого колеса 27, смонтированного на полой ступице 9 стола 8.

Промышленный робот 4 с корпусом

12, установленный на платформе 3, имеет две руки 28 и 29 со схватами

30 и 31 и осями их крепления 32 и 33 соответственно. Рука 28 со схватом

30 служит для захвата . заготовок 16 из стопы 15 кассет 14 и подачи их в штамп 7 пресса 6. Рука 29 со схватом

31 служит для захвата обработанных деталей М, выдачи их из штампа 7, переноса и укладки в приемное устрой55 ство деталей 34, выполненное в виде кассет 35 для приема обработанных деталей 34, установленных на многопозиционном поворотном столе 8 магазинно4

4 го устройства 2, и привода 36 для приема отштампованных заготовок 34,, установленного на основании 1 под поворотным столом 8 магазинного устройства 2 на рабочей позиции приема и укладки обработанных деталей 34 штампа 7 в стопу 37, обозначенной индексом Б .

Кассета 35 для приема обработанных деталей 35 и кассета 14 для заготовок

16 по конструкции могут быть аналогичными и представлять собой также штыри 17, которые закреплены на своих основаниях 18 со сквозными отверстиями 19 в соответствии с размерами и кочфигурацией обработанных деталей

34. Эти детали 34 Укладывают-ÿ .между штырями 17 и образуют стопу 37, Привод 36 при гомощи блока управления (не показан) работает в режиме приема деталей 34 по Одной штуке и выполнен в виде различных механизмов, например, в виде пневмоцилиндра co iii oI.oM 38, на котором смонтирована сменная спорная шайба 39, которая служит опорой для стопы 37 при приеме деталей 34. Опорная шайба 39 также, как и опорная шайба 22, имеет возможнОсть проходить =квозь Отверс-тие 23 стола 8 и сквозь отверстие 19 основания кассеты 35 при приеме деталей 34. В исходном положении шайба

39 находится в крайнем нижнем положении под поворотным столом 8 так, что она не препятствует в этом положении его повороту.

При такой конструкции и компоновке робототехнического комплекса кас= сеты 14 и 35 на рабочих позициях А и Б, находясь на поворотном столе

8, располагаются в пространстве между прессом 6 и промышленным роботом

4. Руки 28 и 29 промышленного робота 4 расположены в плане под углом дРуг к другу так, что их оси пересекаются над штампом 7, При таком конструктивном решении и компоновке рукам 28 и 29 не нужно совершать лишних движений поворота и прямолинейных движений для захвата и подачи. исходных заготовок 11 в штамп 7.и выдачи их из штампа для укладки в приемное устройство. Руки

28 и 29 для перемещения заготовок 16 и 34 совершают только необходимые прямолинейные движения.

За счет исключения движения поворота рук и лишних прямолинейных дви1416244 6 жений, траектории перемещения заготовок становятся кратчайшими и производительность комплекса резко повышается.

Робототехнический комплекс работает следующим образом.

С одной стороны поворотного стола

8 может производиться загрузка сменными кассетами 14 со стопами 15 заготовками 16. С противоположной стороны производится съем кассет 35 со стопами 37 отработанных деталей 34.

Съем кассет 35 можно производить и с этой же стороны, с которой производят загрузку стола 8 кассетами 14.

Для этого стол 8 должен совершать соответствующее число поворотов каждый раз на определенный шаг поворота.

Загрузку кассет 14 заготовками

16 можно производить непосредственно на поворотном столе 8. Кассеты 14 для выдачи заготовок 16 расположены под углом о4 одна к другой с вершиной угла на геометрической оси О поворота стола 8, т.е. угол eL. является центральным углом. Кассеты 14, заполненные заготовками 16, пустые кассеты 35, подготовленные для приема деталей 34, устанавливаются попарно на поворотном столе 8. В этом случае угол поворота стола 8 на угловой шаг (3 должен быть равен 2Ы., т.е. P = /, =

2oL, В частном случае, при некоторых штамповочных операциях, не меняющих наружную конфигурацию и размеры исходной заготовки 16, например, при прошивке отверстий, кассеты 14 могут без переналадки штырей 14 служить и для приема обработанных деталей 34.

Другими словами кассеты 14 могут ,служить как для выдачи заготовок 16 так и для приема деталей 34, т,е, в этом случае кассеты 14 могут служить, как кассеты 35. В этом случае угол поворота (3 стола 8 должен быть равен углу о, т.е. P = P = сГ,, Работа робототехнического комплекса производится одинаково вне зависимости от вариантов расположения кассет 14 и 35 на поворотном столе 8, Различие будет только в величине угла поворота стола 8 на тот или иной угловой шаг P, P, соответствующий определенному варианту.

Опишем работу робототехнического комплекса при угле поворота стола 8

55 сменной опорной шайбой 22 из крайнего нижнего положения поднимается и, упираясь шайбой 22 в нижнюю заготовку 16, поднимает всю стопу 15, уложенную в кассету 14, на такую величину хода, пока верхняя заготовка

16 стопы не достигнет уровня, с которого осуществляется захват верхней заготовки 16 схватом 30 руки 28 промышленного робота 4. После этого привод 20 останавливается вместе со стопой 15, удерживая верхнюю заготовку

16 на заданном постоянном уровне захвата. Так привод 20 работает вверх до тех пор, пока не израсходуется полностью вся стопа. 15 заготовок 16 на рабочей позиции загрузки пресса 6.

Привод 36 включен на режим приема обработанных деталей 34 и укладки на угловой шаг 3 = P :=пС как наиболее оптимальный, Обозначим позиции стола 8 индексами I-VIII. Предполо9 жим что позиции 1-IV загружены кас- . сетами 14 с исходными заготовками 16.

На позициях VI-VIII кассеты 35 загружены обработанными деталями 34. Их можно снимать со стола 8 и передавать (транспортировать) далее по технологическому процессу. На позиции V кассета 35 может быть пустой или, только заполняться деталями 34. На рабочей позиции подачи заготовок 16 в штамп

15 7, обозначенной индексом А, находится кассета 14 с исходными заготовками 16 позиции IV стола 8. На позиции приема и укладки в кассету 35 в стопу 37 деталей 34 из штампа 7, обозначенной индексом Б находится пустая кассета 35 позиции V стола 8. Схват

30 руки 28 промышленного робота 4 находится над кассетой 14 позиции ХЧ стола 8 на рабочей позиции A подачи

25 исходных заготовок 16 в штамп 7 пресса 6. Схват 31 руки 29 находится над кассетой 35 позиции V стола 8 на рабочей позиции Б приема и укладки деталей 34 в стопу 37 кассеты 35.

30 В.определенный момент система управления робототехническим комплексом включает в работу привод 20 для выдачи заготовок 16 и привод 36 для приема деталей 34, Привод 20 включен на режим выдачи заготовок 16 из стопы

15 по одной штуке для захвата их с постоянного уровня схватом 30 руки

28 промышленного робота 4 и переноса их в штамп 7 пресса 6„ Шток 21 со

7 1416 их в стопу 37 по одной штуке на заданном постоянном уровне схватом 31 руки 29 промышленного робота 4. Шток

38 со сменной опорной шайбой 39 из крайнего нижнего положения поднимается до крайнего верхнего положения, которое соответствует заданному постоянному уровню укладки деталей 34.

После того, как заготовка 16 будет отштампована в штампе 7 пресса 6 и превращена в обработанную деталь

34, рука 29 схватом 31 захватывает ее, переносит из штампа 7 в положение над кассетой 35, укладывает деталь 34 на опорную шайбу 39 штока

38 привода 36. Привод 36 срабатывает вниз на величину хода, соответствующую толщине (высоте) детали 34, т.е, опускание стопы 37 совершается до 2р тех пор, пока уложенная ранее деталь

34 не достигнет заданного постоянного уровня, на котором осуществляется укладка деталей 34 в стопу 37, На этом уровне схват 31 укладывает де- 25 тали 34 вначале на опорную шайбу 39, когда кассета 35 пустая, или на уже равнее уложенную деталь 34, образуя стопу 37. После этого привод 36 останавливается вместе со стопой 37, удерживая верхнюю деталь 34 на заданном постоянном уровне.

Таким образом, уровень укладки (приема) деталей 34, которым служит верхняя поверхность каждой детали

34„ выдерживается постоянным за все время укладки стопы 37. Так привод

36 работает вниз до тех пор, пока все количество деталей 34, равное количеству заготовок 16, находившихся в стопе 15 кассеты 14, не уложится в стопу 37 кассеты 35.

После того, как кассета 14 на позиции Й загрузки штампа 7 полностью опорожняется от стопы 15 заготовок

16 а кассета 35 на позиции Ь приемки и укладки деталей 34 полностью заполнится стопой 37 деталей 34, приводы 20 и 36 срабатывают на ход вниз, Их штоки 21 и 8 вместе с опорными шайбами 22 и 39 занимают крайнее нижнее положение, ниже стола 8 так, что они не мешают его повороту, Привод поворота 24 стола 8 посредством шестерни 25, смонтированной на валу 26 этого привода 24 и зубчатого колеса 27, смонтированного на полой ступице 9 стола 8, поворачивают его на угловой шаг поворота P (8,, P ).

244 8

Загруженная деталями 34 кассета

35, отмеченная индексом V позиции 5, перемещается по направлению часовой стрелки на угловой шаг поворота э

На ее место, на позицию Б с позиции;

Д подходит опорожненная кассета 14, отмеченная индексом IV. На место кассеты IV подходит кассета 14 с saroтовками 16. обозначенная индексом

III и т.д.

Далее цикл повторяется, На поворотном столе 8 со стороны загрузки стола заранее устанавливаются кассеты 14 с заготовками 16. С противоположной стороны стола 8 кас-" сеты 35, заполненные деталями 34, могут сниматься для передачи обработанных деталей 34 далее по технологическому маршруту.

Со стороны загрузки, по мере расходования кассет 14, производят загрузку стола 8 кассетами 14, заполненными заготовками 16.

Формула из о бр е те ния

1. Робототехнический комплекс, содержащий связанные единой системой управления пресс, робот, установленный с возможностью перемещения относительно пресса и имеющий корпус, две руки с захватами, поворотный магазин с кассетами для заготовок, имеющими средство для подъема заготовок в магазине, и кассеты для обработанных деталей, отличающийся тем, что, с целью снижения металлоемкости и увеличения производительности, поворотный магазин выполнен в виде кольцевого стола, в центре которого размещен корпус робота, кассеты для заготовок и обработанных деталей смонтированы на кольцевом столе, а руки робота установлены в плане под углом одна к другой так, что их оси пересекаются над штампом пресса, причем IIoI oðoòíûé стол кинематически связан с роботом.

2. Комплекс по п.1, о т л и ч а— ю шийся тем, что кинематическая связь кольцевого стола с роботом выполнена в виде основания, жестко закрепленного на каретке, двухступенчатой цилиндрической колонны, размещенной внутри кольцевого стола и установленной на основании цилиндром большего диаметра, при этом корпус робота смонтирован на горцовой

9 141 поверхности цилиндра колонны меньшего диаметра.,

3, Комплекс по п.i, о т л и ч а ! в щ и Й с я тем, что кинематическая

1 связь кольцевого стола с роботом вы6244

10 полнена в виде основания, жестко закрепленного на каретке, кольцевого кронштейна, связанного посредством кольцевой опоры с кольцевым столом, 5 при этом корпус робота жестко смонтирован на основании.

1416244

Составитель Т.Иванова

Редактор М.Петраш Техред Л.Олийнык Корректор M.Ïoæo

Заказ 4011/9

Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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