Промышленный робот

 

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для устройств механизации и автоматизации основных и вспомогательных операций в промышленности. Цель изобретения - повышение точности позиционирования за счет снижения скорости подхода звеньев к упорам-фиксаторам. Перед началом работы муфта 10 размыкается и поворотная каретка разворачивается приводом на некоторый угол, после этого муфта замыкается. При размыкании упоров-фиксаторов 5 и 6 исполнительное устройство, состоящее из звеньев 2, одно из которых шарнирно установлено на основании, начинает движение в направлении против часовой стрелки. При достижении упором, жестко установленным на каретке, опорной поверхности 11 упругого элемента 4 аккумулятора механической энергии, этот упор вступает во взаимодействие с опорной поверхностью. Движение звеньев исполнительного устройства далее происходит по инерции до момента взаимодействия опорной поверхности 12, выполненной на втором конце упругого элемента 4, с неподвижным упором, жестко установленным на основании. После этого начинается торможение звеньев исполнительного устройства за счет закручивания

ботез илья георгиевич

чупина людмила алексеевна

гузган николай архиповичмаNIрULатоR28 277030 кишинев, бурлаченко 5/4-3028 277030 кишинев, бурлаченко 5/4-30

28 277038 кишинев, пр.мира 3/2-63

28 277043 кишинев, пр.мира 20-117

28 277028 кишинев, прянишникова 9/1-36Изобретение относится к области машиностроения, в частности к промышленным роботам и манипуляторам. Целью изобретения является улучшение дин

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 В 25 1 9/00. 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A STOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ПРОИЫШЛЕННЫЙ РОБОТ фиг. 1

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 4402214/31-08 (22) 01.04.88 (46) 23.01.90. Бюл. N 3 (71) Институт машиноведения им. А.А.Благонравова (SU) и Институт технической кибернетики и робототехники Болгарской AH (BG) (72) А.С.Ангелов, Г.С.Стайнов, Н.С.Шиваров, О.Б.Ианолов, (BG)

А.И.Корендясев, Б.Л.Саламандра, Н.А.Серков, Л.И.Тывес, Н,И.Пинчук и В.А.Самсонов (su) (53) 621.229.72 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 733975, кл. B 25 J 9/06, 1978.

ÄÄSUÄÄ 15 А1 (57) Изобретение относится к машиностроению и предназначено для устройств механизации и автоматизации основных и вспомогательных операций в промышленности. Цель изобретения - повышение точности позиционирования за счет снижения скорости подхода звеньев к упорам-фиксаторам. Перед на алом работы муфта 10 размыкается и поворотная каретка разворачивается приводом на некоторый угол, после этого муфта замыкается. При размыкании упоров-фиксаторов 5 и 6 исполни1537509 тельное устройство, состоящее иэ звеньев 2, одно из которых шарнирно установлено на основании, начинает движение B направлении против часовой стрелки. При достижении упором, жестко установленным на каретке, опорной поверхности 11 упругого weмента 4 аккумулятора механической энергии этот упор вступает во взаимодействие с опорной поверхностью.

Движение звеньев исполнительного устройства далее происходит по инерции до момента взаимодействия опорной поверхности 12, выполненной на втором конце упругого элемента 4, с неподвижным упором, жестко установленным на основании, После этого начинается торможение звеньев исполниI

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для уст- 25 ройств механизации и автоматизации основных и вспомогате".Ных операций в промышленности.

Цель изобретения - повышение точности выхода звена в программную по- gp зицию.

На фиг. l представлен промышленный робот, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — график изменения мОментa, приложенногo к . ведомому звену исполнительного устройства со стороны аккумулятора в функции угла поворота ведомого звена., на фиг. 4 - устройство, вариант. исполнения, обеспечивающий регулирование поло- 40 жения обоих упоров; на фиг. 5 - разрез

Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - то же, в случае использования в качестве механизма управляемого упора-фиксатора двух шарнирно соединенных звеньев (ломающегося рычага).

Промышленный робот содержит основание 1, шарнирно соединенные звенья

2 исполнительного устройства (на схеме показано только одно звеНо), индивидуальный привод звена, включающий двигатель 3, аккумулятор механической энергии с упругим элементом 4 (пружиной) и механизм управляемого упорафиксатора сОдержащий Г1ОДВижный 5 и неподвижный 6 упоры (звенья) и приводное устройство их размыкания (не показано). Робот снабжен также поворотной кареткой 7, кинематически святельного устройства за счет закручи" вания упругого элемента 4 аккумулятора механической энергии. После остановки звеньев 2 срабатывают упорыфиксаторы 5 и 6 второго крайнего положения, фиксируя исполнительное устройство. Для движения в обратном направлении упоры-фиксаторы ". азмыкаются и цикл повторяется. Для более надежной работы муфты 10, одна из полумуфт которой жестко закреп, ена на ка-ретке, а другая на звене 2, выполняется зубчатой, а упоры-фиксаторы 5 и

6 - в виде двух шарнирно соединенных звеньев„ свободные концы которых шарнирно закреплены соответственно на основании и на каретке. 2 з.п,ф-лы, 6 ил. занной с подвижным упором 5 (в данно.случае он закреплен на каретке на упругом подвесе) и с двигателем 3 с помощью зубчатой пары 8. Каретка 7 установлена с возможностью свободного вращения вокруг Оси аккумулятора Относительно звена 2 и имеет роэможность контакта участком 9 (упором) с упругим элементом 4. Между кареткой 7 и звеном 2 установлена управляемая муфта 10, выполненная, например, зубчатой с мелким (мышиным) зубом.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении А, когда подвижный 5 и неподвижный 6 упоры второго механизма фиксации защелкнуты, упругий элемент 4 аккумулятора, контактирующий площадкой 11 (опорной поверхностью1 с основанием 1, а плоф дкой 12 (опорной поверхностью)со звеном 2, развивает момент против часовой стрелки, который воспринимается неподвижнь|м упором 6. В этой ситуации каретка 7 не воспринимает ,никакой нагрузки, а если отключить зубчатую муфту 10, о ее легко можно повернуть вокруг Оси аккумулятора на программируемый угол ь с помощью маломощного двигателя 3. После отработки требуемого угла муФта 10 опять включается и жестко связывает каретку 7 со звеном 2, Работа устройства при М = 0 полностью соответсгвуе1 ра 5оте традици1537509 онных цикловых машин с рекуперацией энергии. Если расцепить упоры 5 и б, то под действием момента аккумулятора звено начнет разгоняться, перемещаясь против часовой стрелки ° Ровно на половине пути р произойдет rieресопряжение аккумулятора: участок 9 каретки снимает конец 11 пружины с основания, а второй конец 12 пружины 10 контактирует не со звеном 2, а с основанием 1. С этого момента аккумулятор начинает заряжаться, а ведомое звено - тормозиться. На второй половине угла движения звена упру- 15 гий элемент закрутится на тот же угол, что и в исходном положении, а звено переходит во второе крайнее положение В. В результате обеспечивается максимальное быстродействие 20 (фиг. 3) .

Если в ситуации А каретку 7 переместить на угол Я, то структура движений звена 2 изменится. Разгон будет осуществляться на участке 25 (Р— К ) . После отработки этого этапа участок 9 каретки снимет с упора конец 11 упругоГо элемента, наступит фаза "свободного полета", поскольку . оба конца 11 и 12 упругого элемента 30

4 контактируют с жестко связанными муфтой 10 упорами, жестко установленными на каретке 7 и на звене. 2. Эта фаза существует на угле о . Далее (фиг. 3) конец 12 упругого элемента сядет на основание.и начинается этап торможения. В результате звено 2 перемещается в положение С, отстоящее от крайнего положения на угол А

ilp этом всегда будет обеспечено 40 равенство энергии, поступающей из аккумулятора и закачиваемой в него.

Всегда в положениях выстоя аккумулятор имеет максимальную потенциальную энергию, не зависящую от координаты 45 ведомого звена. Таким образом, изменяя угол М поворота каретки 7 в пределах с< 0, в моменты выстоя звена в положении А программно можно изменять положение руки в. пре- 50 делах половины общего диапазона угла. поворота.

В предлагаемой схеме двигатель 3 . работает в двух режимах: на этапе выстоя в позиции А он обеспечивает программное перемещение каретки 7 на программируемый угол С, готовя тем самым следующую позицию руки, а на этапе движения он работает в режиме источника момента, компенсируя трение в системе. Затраты времени на перемещение каретки не существенны, так как во всех случаях в позиции А предполагается некоторое время выстоя для выполнения технологической операции.

Муфту 10 целесообразно выполнять мелкозубой. При этом достигается малая дискретность перемещения звена .

Дополнительное преимущество от зубчатой муфты состоит в том, что точность позиционирования звена не зависит от погрешности перемещения каретки 7. От двигателя 3 требуется только вывести каретку с точностью до шага зубьев муфты. При ее срабатывании каретка доворачивается (так как двигатель 3 маломощный), что обеспечивает точное положение звена 2.

Для того, чтобы обеспечить многопозиционность положений звена во всем диапазоне его движения, можно использовать схему, представленную на фиг. 4 и 5. При работе схемы выдерживается принцип челнока: пока робот стоит в одной позиции, ненагруженную каретку выводят в положение, обеспечивающее следующую позицию зве" на. После отработки данной позиции (в период выстоя в ней) перемещают освободившуюся каретку и т.д. При такой схеме все программируемые позиции размещаются в двух зонах I u

II. При программировании позиции следует выполнять обязательное условие: движение возможно только между любыми точками разноименных зон; движение между точками, принадлежащими одноименной зоне, запрещено.

Использование в качестве управляемого упор-фиксатора двух шарнирно соединенных звеньев (ломающегося рычаra) иллюстрируется фиг. б. Здесь каждая из поворотных кареток 7 шарнирно связана со звеном 13 ломающегося рычага, а его второе звено 14 шарнирно связано с основанием или предыдущим звеном. Расстояния от оси вращения кареток до шарниров, связывающих каретки 7 со звеньями 13, одинаковы.

В положении выстоя всегда один из механизмов ломающихся рычагов находится в особой конфигурации (звенья

13 и 14 вытянуты в прямую линию), а сопряженные элементы упора-фиксатора, например ответные части управляемого магнита, установленные на звеньях 13

1537509 и- 14 в районе промежуточного шарнира, четко фиксируют положение звена.

II3 этот момент. конфигурацию второго механизма ломающегося рычага можно изменять, расцепив при этом муфту

10. После выхода в следующую позицию фиксируемую особой конфигурацией ломающегося рычага 13 и 14, поворотом каретки 7 изменяется конфигурация механизма со звеньями 13 и 14. В ре19ультате достигается четкая фиксация

° вена в программной позиции.

1 ормула изобретения

1. Промышленный робот, содержащий снование, исполнительное устройство меющее шарнирно соединенные звенья, дно из которых шарнирно установлено а основании, систему управления, а акже приводы звеньев, включающие вигатель, аккумулятор механической нергии с упругим элементом и управяемый упор-фиксатор, кинематически вязанные с соответствующими звеньяи исполнительного устройства, о т и ч а ю шийся тем, что, с елью повышения точности выхода звеа в. программную позицию, он снабжен о крайней иере одной управляемой муфтой, а привод по крайней мере одйого звена исполнительного устройства содержит поворотную каретку, шарнирно смонтированную на этом звене

5 соосно с соответствующим аккумулятором механической энергии и кинематически связанную с соответствующим двигателем, причем одна из полумуфт управляемой муфты жестко соединена с этой поворотной кареткой, а другая жестко установлена на упомянутом звене, при этом на концах упругого элемента аккумулятора механической энергии выполнены опорные поверхности, имеющие возможность взаимодействия с дополнительно введенными упорами, жестко установленными на поворотной каретке, на основании и на соответствующем звене исполнительного устроиства °

2. Робот по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что обе полумуфты управляемой муфты выполнены зубчаты25 ми.

3. Робот поп. 1, от лича юшийся тем, что каждый управляемый упор-фиксатор выполнен в виде двух шарнирно соединенных звеньев, свободные концы которых шарнирно связаны соответственно с основанием и с поворотной кареткой привода.

1537509 л ожени

1537509

Составитель B.Âåðõoâñêèé

Техред Л.Сердюкова Корректор И.Муска

Редактор А.Мотыль

Заказ 136 Тираж 692 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комигета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 3-35, Рэушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", r. Ужгород, уп. 1 агарина,101