Манипулятор

 

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано при использовании промышленных роботов для выполнения операций сборки, фрезерования, шлифования, зачистки преимущественно в гибком автоматизированном производстве на обрабатывающих операциях. Цель изобретения - повышение производительности за счет увеличения количества инструментов в магазине и сокращения времени на их установку и настройку при одновременном улучшении динамических характеристик манипулятора путем уменьшения инерционности последнего звена его руки. Между двумя параллельными цепями 7 расположены дополнительные перемычки, в которых шарнирно размещены инструменты 4, 5. При вращении инструмента 5 в рабочей позиции от привода вращения через зубчатые колеса 45 силовые цилиндры 28 за счет внутренних упругих элементов воздействуют на кронштейны 26 со звездочками 24 и натягивают цепи 7. Штоки цилиндров 28 стопорят звездочки 24 и повышают жесткость последнего звена руки, на котором установлены эти цепи 7. При смене инструментов 4,5 силовые цилиндры 28 через кронштейны 26 и звездочки 24 обеспечивают свободное вращение цепей 7 вместе с инструментами 4,5. Фиксация инструмента и передача на него крутящего момента в рабочем положении обеспечивает механизм передачи вращения. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1569222 А1 (51)5 В 25 J 9 00 15 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4379976/31-08 (22) 22.02.88 (46) 07.06.90. Бюл. № 21 (72) В. М. Лош ка ре в, P. К. Мещер яков, А. И. Соловьев и В. X. Постаногов (53) 621.229.72 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1142270, кл. В 25 J 9/00,,1983. (54) МАНИ ПУЛЯ TOP (57) Изобретение относится к робототехнике и может быть применено при использовании промышленных роботов для выполнения операций сборки, фрезерования, шлифования, зачистки преимущественно в гибком автоматизированном производстве на обрабатывающих операциях. Цель изобретения — повышение производительности за счет увеличения количества инструментов в магазине и сокращения времени на их установку и настройку при одновременном улучшении динамических характеристик ма2 нипулятора путем уменьшения инерционности последнего звена его руки. Между двумя параллельными цепями 7 расположены дополнительные перемычки, в которых шарнирно размещены инструменты 4, 5. При вращении инструмента 5 в рабочей позиции от привода вращения через зубчатые колеса 45 силовые цилиндры 28 за счет внутренних упругих элементов воздействуют на кронштейны 26 со звездочками 24 и натягивают цепи 7. Штоки цилиндров 28 стопорят звездочки 24 и повышают жесткость последнего звена руки, на котором установлены эти цепи 7. При смене инструментов 4, 5 силовые цилиндры 28 через кронштейны 26 и звездочки 24 обеспечивают свободное вращение цепей 7 вместе с инструментами 4, 5. Фиксация инструмента и передача на него крутящего момента в рабочем положении обеспечивает механизм передачи вращения. 7 ил.

1569222! о

2Q

;7Г

IQ

5Q г;5

Изобретение относится к робстотехнике и может быть применено при использовании промышленных роботов для выполнения операций сборки, фрезерования, шлифования, зачистки, но преимуд1ественно в гибком автоматизированном производстве на обрабатывающих операциях.

Целью изобретения является повышение производительности за счет увеличения количества инструментов в магазине и сокращения времени на их у тановку и настройку при одновременном улучшении динамических характеристик манипулятора пу. тем уменьшения инерционгссти последнего звена его руки. г1Я фиг. 1 изображе -* манипулятор, об1ций вид; на фиг. 2 — - кинематическяя схема цепного механизма, вид сбоку; на фиг. 3 — вид А на фиг. 2; на фиг. 4 — узел 1 на фиг. 3; на фиг. 5 — разрез о- — Б на фиг. 2; ня фиг. 6 — - торцовая игчофреза, общий вид с разрезом; ня фиг. — схват, общий нид с разрезом.

Манинg ë rlTop содержиT 0 нова ние 1 с размещенной на нем поворот1К1й колонной 2, на которой смонтирована мно"озвенная рука, последнее звено 3 которой снабжено магазином инструментов (напр:.1 леп, иглофреза

4, схват 5 и др), выполненны1л в виде сдвоеllного цепного механизма, сосгоя1цего из двух параллельно размещенных з корпусе 6 звена

3 бесконечных цепей 7, элеъ енты 8 которых связа ны между собой дополнительно f\Bf=денными параллельными перемычками

9 C укреп Ik HH IMkf -а IIHX возможностью вращения, например, за счет

llo;Iшипников 10 инструмента vlH 4 и 5. Размещенный в подшипниках 10 вал 11 инструментов 4 и 5 крепится в k!O>l гайками 12 и с одного конца 13 выполнен шлицевь.м.

Другой конец 14 вала 11; —,ыполня;-тся в зависимости от Hя" Hячени I нструмента

Инструмент может быть с1-емпы л, например иглофреза 4, или выполненным з» одно I*,с,1ое с перемычкой 9, например охват 5. Игсофреза 4 содержит ворс 15. закрепленный между внутренней 16 и нар,жной 17 K

Каждая цепь 7 снабжена устройством натяжения и фиксации, выполненным в виде находящихся в зацеплении с противоположными ветвями цепи 7 звездочек 24, смонтированных с возможностью врац1ения ня осях 25 в П-ооразных крон1нтейпах 26, установленных с возможностьк1 осевого переме1цения на соосных штоках 27 силового цилиндра 28 двустороннего нйствия, порп;ни

29 которого подпружинены пружиной 30 в поршневой части, штоки 27 при этом контактируют со звездочками 24, а кронштейны 26 подпружинены относительно штоков 27 пружинами 31. Штоковые полости 32 связаны со средством подачи рабочей среды (не показано) черех отверстия 33.

Манипулятор снабжен механизмом передачи вращения на инструмент, выполненным в виде втулки 34, установленной с возможностью осевого перемещения на шлицевом конце 35 вала 36 и одновременно на шлицсвом конце 13 вала 11 инструмента, расположенным во втулке 34 на глубине, не превышающей величины рабочего хода поршня 37 силового цилиндра 38, шток 39 которого параллелен валу 36 и контактирует с торцом 40 втулки 34 со стороны инс1румента, при этом втулка 34 нодпружинена пружинок 41 относительно вала 36.

Последнии установлен в подшипниках 42, укрепленных в корпусе 6 звена 3. Конец 43 ,Bë» 36 снабжен коническим зубчатым колесом 44, входящим в зацепление с коническим зубчатым колесом 45, установлеппь;м ня валу 46 пр,;à 47. Втулка 34 смонтирована с возможностью вращения в аэростатических направляющих опорах 48, связанных с ксрпусом 6 звена 3. Средc1Bf; подачи рабочей среды (не показано) в аэрсстатические опоры 48 может быть любым из известных стандартных устройств.

Цепи 7 установлены на звездочках 49 и 50. Звездочки 49 смонтировань1 HB валу 51 привода 52 перемещения цепи 7.

Манипулятор работает следующим обраЗОМ.

В магазин vci янавливается необходимый комплект инструментов. Для установки необходимого инструмента подается рабочая среда, например воздух, в поршневую по,1ocTI силового цилиндра 38. Поршень 37, перемещаясь под, действием рабочей среды, штоком 39 сдвигает втулку 34, сжимая пружи "y 4! и освобождая шлицевой конец 13

Валя 1. Поступающая B штоксвые полости 32 рабочая среда сдвигает поршни 29 к центру силовых цилиндров 28, сжимая пружины 30 и сме цая штоки 27. Последние выходят из контакта со звездочками 24, расфиксируя их и уменьшая сжатие пружины 31 до обеспечения заданного рабочего натяжения цепи 7. Включается привод 52 перемещения цепи 7, приводящий во вращение звездочки 49 и цепи 7 и выполняюций перевод необходимого инструмента в пабочую псзицик1 (под рабочей позицией

fIokIHMBcTcR место ) стяновки инструмента з. 1я фиксироEÇBHèB Вту1ксй 34) . тОчнОсть перевода необходимого инструмента в рабочую, позицию осуществляется либо определенн:ям числом оборотов вала привода перемещения цепи, либо датчиком (не показан), смонтированным в рабочей позиции (определяющим как положение, так H ход

1569222

Форчу.(а изобретения инструмента). Отключение давления рабочей среды в поршневой полости силового цилиндра 38 приводит к сдвигу втулки 34 под действием пружины 41 и постепенному ее надеванию на шлицевой конец 13 вала 11 инструмента. Наличие шлицев в отверстии втулки 34 и на конце 3 вала 11 обеспечивает центрирование вала 11 и втулки 34 и последующую передачу крутящего момента с привода 47 вращения инструмента. Отключение давления рабочей среды в штоковых полостях 32 силового цилиндра 28 приводит к смещению поршней 29 под действием пружин 30 и сжатию пружин 31.

В результате повышается натяжение цепей 7 и одновременно фиксируются звездочки 24 вступающими с ними В контакт штоками 27.

Включается привод 47 вращения инструмента, передающий вращение по кинематической цепочке: вал 4б„зубчатые колеса 45 и 44, вал 36, втулка 34, вал 11 инструмента.

Перемещая врящаюшийся инструмент по пространственной траектории посредством изменения положений, составляющих руку звеньев, манипулятор осуществляет заданную опера ци(о. Смена инструмента после выключения привода 47 осуществляется в описанной последовательности.

Все команды ня включения приводов, систем подачи рабочей среды, датчиков и логика их реализ- ции выполняются системой управления робот", например позиционно-контурной «СФЕРА-36».

Повышение производительности достигается за счет выполнения м"-.ã2çèíà в виде вытянутого вдоль звена цепного механизма и снабжения последнего рядом устройств, реализующих автоматическую смену, позиционирование, фиксацию и функционирование инструментов различного функционального назначения В широком диапазоне реализуемых операций, чго также гарантирует существен ное сокращение вспомогательного времени и времени технического обслуживания РТК. Повышение универсальности обеспечивается расширением технологических возможностей, автоматизацией вспомогательных операций смены, позиционирования, фиксации и др., организацией выполнения разнообразных степеней свободы инструмента и реализуемых ими функций на основе одного привода вращения при повышенной инструментальной емкости магазина, компактности и эффективности технического решения последнего, а также за счет улуч 10 15

50 щения технологичности конструкции манип лятoоя.

Манипулятор, содержащий осноьяние и размещенную на нем поворотную колонну, на которой установлена многозвенная рука, последнее звено которой оснащено магазином инструментов и двумя механизмами передачи впа(цения ня инструмент и перемещения магазина с инструментами, а также следящие приводы звеньев руки и систему управ.(ения, Отли4лющ(йся тем, что, с цс.(ью повышения производительности 32 счет, Велич=ния количества инструментов В мяг".B-п не и сокращения Време;(и íà их устаноВку н настройк» при одновгеменном cл чше !ИH! динамических х:-;", яктеристик мани(1«ЛЯТРLЯ . Я СЧЕТ «!MO НЫЧ" Н:(и ИНЕРЦНОV.:!СС и последне-,0 звена его р; ки, он сняожен»ст«i0HC ВО 21ИКСЯЦИИ Мя(ЯЗИ НЯ, 2 Ма ГЯЗИ!

HHC:!P«,, .(70B БЫПОПН2Н В БИДС Ci!ВОЕННОГО цепногс.:::ехянизмя, цепи кото;:ог(- Оаспо 10ЖЕНЬ«ПаояЛЛЕЛЪНО,",CT2 (ОВЛЕг(Ы С БОЗМОжНОСТЬ;О и ПЕГЕМЕЦ Е(««ИЯ ВДО "Ь (О" "ЕДНЕ -0 з вен"- рук(, ки немат(. -(вски с Вяза н ь(с мсХ 2 НИ,::: З«! 1-.(«ВЕМ«ЕЩЕ:- »и M; ЯЗИ Ня П ЖЕСТКО сья:.." Иь междх собой дополнительно ВвеДЕНН.=((и !!Я j!2."!"(eËЬНЫМИ ПЛЯСТ((ляМИ, Б КОТОр ь! х (»! н и р н 0 у ст 2 н 0 В. 1 г н ь(1! с т р у и е н T )I .

1Ip!; зт-.:; «,:c;-.Оиство фи(«сяц(1 1 мягаз,- ;на

ВЫ,0 (HEI О:, а«1 iB «ВB«Х (НЯ !«; 1 «:, 1(; МЕ«;2 кр:.: —, !! теЙ((2, . (Ве звс. -:дочки, .Ях: 122 из ко;0«-;Ь(Х В!ЯГ H!!P!-:О (ВНЗЯНЯ С .:,!101 (ТО:i0!I,:.

C00."...1C! ВУГОШИ".: К ОНШТ . i!(.i! 2 С .(3 « ГС, B: ВЬ!О ЦЕ, и СДВО "HHÎ! О ЦРГИНОГО . .1 . Х«.1(ИЗмя. я . я кже силовой i» H ip двг сторонне ГО ейс. Вия, жестко « стянОВленпь(Й ня

ПОСЛЕДH«М ЗВСНЕ P«, ÊH, ILÒC! H 1 ОТОРОГР ПОДпр «жине .-.ь: дp, Г Оз носHтельно i p(Гя, KинеМя (!i«CCКИ ЯЯЗЯНЫ С С0!C ГВ ТСТ": 10U

ЗВЕЗДО" КЯМ 1 И « il Р«(ГО СВЯЗ iив(С СО(Т с.(« i ствующими крОнштейHàMH, причем мехàíH3ë( передачи Вря(цения ня инстп с«лент -«.(по (нен

B Виде cHë0Bîãî цилиндра. жестко связянНОГО (ПОС"!!ЕДНИ. «(ЗВЕНО> P . и, I iP!! ВОДЯ

Вращения инструмент2, име;оп(его шлицевой

Выход! ой ьял, и втулки с B ::óòpåнним шлицеВЫ«Л ОТВЕРСТИЕМ, КОТООЯЯ LlаР НИРНО СЬЯЗЯНЯ С последним звеном руки, установлена подвижН0 В осевом направлении ня шлицевом Вь(x0дном валу и подпружинена ОтнncHxeльно него, а шток силового цилиндра кинематичсски связан с этой Втулкой.

1569222

1569222

Риг7

Составитель А. Уваров

Редактор О. Юрковецкая Техред И. Верес Корректор Н. Король

Заказ 1420 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугвская наб., д. 4)5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгооод, ул. Гагарина. 1О1