Резонансный привод промышленного робота

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях промышленных роботов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения позиционирования подвижного звена робота в различных программно задаваемых точках рабочей зоны. Привод содержит установленное на основании 1 подвижное звено 2, связанное через пружинные аккумуляторы механической энергии 5 с платформами 6, на которых расположены программно управляемые фиксаторы 7 крайних положений подвижного звена. Платформы 6 имеют возможность перемещения относительно основания 1 по направляющим 8, величину которого определяют с помощью датчиков положения. Платформы 6 закрепляются на направляющих 8 в требуемых положениях с помощью управляемых тормозов, например электромагнитных. Для компенсации потерь на трение в механических частях привода служит приводной электродвигатель, например, линейного типа, индуктор 3 которого расположен на основании 1, а ротор 4 - на подвижном звене 2. Электродвигатель, датчики положения платформ 6, фиксаторы 7 и тормоза связаны с блоком управления 12, по командам которого осуществляется работа устройства. Для позиционирования звена 2 в требуемых положениях производится растормаживание платформ 6 и их переустановка непосредственно в процессе перемещения звена 2 под действием кинетической энергии. Приводной электродвигатель включается только в момент прохождения звена 2 над индуктором 3. Пружинные аккумуляторы 5 могут быть снабжены датчиками деформации, подключенными к блоку управления 12, по сигналам которых осуществляется растормаживание платформ 6. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н

CO

Рыа 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И. ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4318631/29-08 (22) 16.10.87 (46) 15.06.90. Бюл. № 22 (71) Особое конструкторское бюро линейных электродвигателей с опытным производством (72) А. Л. Кр и вовяз (53) 621-229.72 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1110623, кл. В 25 J 9/00, 1984. (54) РЕЗОНАНСНЫЙ ПРИВОД ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях промышленных роботов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения позиционирования подвижного звена робота в различных программно задаваемых точках рабочей зоны. Привод содержит установленное на основании 1 подвижное звено 2, связанное через пружинные аккумуляторы механической энергии 5 с платформами 6, на которых расположены программно-управляемые фиксаторы 7 крайних положений подвижного звена. Платформы 6 имеют возможность перемещения относительно осно„„SU„„1570892 А 1 (51)5 В 25 1 9/00

2 вания 1 по направляющим 8, величину которого определяют с помощью датчиков положения. Платформы 6 закрепляются на направляющих 8 в требуемых положениях с помощью управляемых тормозов, например электромагнитных. Для компенсации потерь на трение в механических частях привода служит приводной электродвигатель, например, линейного типа, индуктор 3 которого расположен на основании 1, а ротор 4 — на подвижном звене 2. Электродвигатель, датчики положения платформ 6, фиксаторы 7 и тормоза связаны с блоком управления 12, по командам которого осуществляется работа устройства. Для позиционирования звена 2 в требуемых положениях производится растормаживание платформ 6 и их переустановка непосредственно в процессе перемещения звена 2 под действием кинетической энергии. Приводной электродвигатель включается только в момент прохождения звена 2 над индуктором 3. Пружинные аккумуляторы 5 могут быть снабжены датчиками деформации, подключенными к блоку управления 12, по сигналам которых осуществляется растормаж иванне платформ 6. 3 з. п. ф-лы, 5 ил.

1570892

Изобретение относится к машиностроени.о, в частности к промышленным роботам, предназначенным для автоматизации основных и вспомогательных технологических операций.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения позиционирования подвижного звена робота в различных программно задаваемых точках рабочей зоны, На фиг. 1 показано общее устройство привода; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — вариант выполнения фиксаторов в виде электромагнитов; на фиг. 4 — вид Б на фиг. 3; на фиг. 5 — вариант с установкой датчика деформации пружинного аккумулятора механической энергии.

Прчвод содержит основание 1, подвижное ii )10 2, выполненное, например, 8 виде телегкки, имеющее возможность переме:.:,а..ься относительно основания, приводной элекгродвигатель, например, линеиныи дви-.атс.ц (ЛЭД), индуктор 3 которого жестко укреплен посередине основания 1, а вторич.:ь.й элемент (ротор 4) установлен на тележх 2, которая через аккумуляторы 5 меха.i;;ческой энергии (пружины) связана с платформами 6, на которых установлены программно управляемые фиксаторы 7 крайних положений тележки. Платформы 6 имеют возможность перемещаться llo направляю цим 8, установленным «а основание 1. При этом платформы 6 соединены механическими, например реечными, передачами 9 с установленными на основании 1 управляемыми элекгромагнитными тормозами 10 и датчиками 11 положения, причем электродвигатель, программно-управляемые фиксаторы 7, электромагни- ные тормоза 10 и датчики 11 положения электрически соединены с блоком !2 управления.

Привод работает следующим образом.

В исходном состоянии тележка 2 находится в одном из крайних положений, например

i. ðàâoì (фиг. 1), которое зафиксировано соо гветствующим — правым программно,пр;-вляемым фиксатором 7. Аккумуляторы 5 механической энергии заряжены. В блок 12 управления от датчиков 11 положения заведены координаты х; и у; расположения по отношению к основанию 1 соответственно левого и правого фиксаторов 7, которые совместно с платформами 6 через реечные передачи 9 заблокированы от перемещения электромагнитными тормозами 10. При поступлении от блока 12 управления команды на отработку заданного перемещения растормаживается правый фиксатор 7 и под действием заряженных аккумуляторов 5 механической энергии начинается интенсивный разгон тележки 2 вдоль основания 1 в направлении левого фиксатора 7.

Г1усть, например, координата х;)Х, (где

Xiy -- координата заданной точки позицио5

50 нирования левого фиксатора 7 для /Ч-ro цикла движения тележки 2) и, если одновременно координата расположения правого фиксатора 7 g;(Yg (где Уд — координата заданной точки позиционирования этого фиксатора 7 для Ж-го цикла), то перестановка их в заданное положение осуществляется следующим образом. По мере разгона потенциальная энергия аккумуляторов 5 переходит в кинетическую энергию тележки 2, следовательно, силы, с которыми они воздействуют на платформы 6, уменьшаются. В момент времени, когда эти силы равны нулю, что определяется, например, при помощи датчиков 13 деформации (растяжения— сжатия), установленных между аккумуляторами 5 и платформами 6, по команде от блока 12 подается напряжение питания па один (если х;)Х„ и , ) или оба (если х;)Хц и у;) У ) электромагнитных тормоза 10, которые через реечные передачи 9 разблокируют платформы 6 с фиксаторами 7. Тележка 2, имеющая запас кинетической энергии, через аккумуляторы 5 приводит в движение по направляющим 8 платформы 6, причем текущие координаты х, и у; фиксаторов 7 непрерывно считываются датчиками 11 положения и передаются в блок 12 управления, где сравниваются с заданными Х и Уу.

По окончании перестановки фиксаторов 7 в позиции с координатами Х и Уу обесточиваются электромагнитные тормоза 10 и исключается возможность дальнейшего перемешения платформ 6. Теперь блок 12 управления разрешает подачу напряжения на индуктор 3 ЛЭД. В результате взаимодействия бегущего электромагнитного ноля индуктора с вторичным элементом (ротором) 4 ЛЭД тележке 2 сообщается дополнительно некоторые количество энергии, необходимое для компенсации потерь на трение в механической части привода. При выходе вторичного элемента 4 из зоны индуктора 3 последний обесточивается по команде с блока 12 управления, а тележка 2 продолжает движение по инерции до остановки на левом фиксаторе 7. Аккумуляторы механической энергии 5 вновь заряжены. Блок 12 по истечении определяемого технологическим процессом времени вновь выдает команду на отработку заданного перемещения тележки 2 теперь уже в противоположном направлении (слева — направо) . Привод при этом работает аналогично и позволяет осуществить позиционирование фиксаторов 7, если их реальные координаты удовлетворяют неравенствам: х,(Гу+ и (или) у,)Yg. Индекс %+1 означает, что левый фиксатор 7 позиционируется по программе (N+1) -го цикла.

Таким образом, предложенный привод позволяет осушествить позиционирование по заданной программе платформы 6 с программно-управляемым фиксаторами 7 во время движения подвижного звена 2:

1570892

5 справа — налево, если х;)Х и (или)

y„< Y„; слева — направо, если x;(Xg i и (или)

g1) УРу, т. е. достигаются любые необходимые варианты позиционирования платформ 6 с фиксаторами 7 и, следовательно, подвижного звена 2.

Программно-управляемые фиксаторы 7, установленные на платформах 6, могут быть выполнены в виде электромагнитов (фиг. 3) с двумя взаимно перпендикулярными рабочими (активными) поверхностями. Одна из них обращена в сторону установленного на тележке 2 якоря 14 и образует с ним электромагнитный фиксатор. Другая рабочая поверхность каждого электромагнита 7 обращена к ферромагнитному основанию 1, на котором в зонах перемещения платформ 6 укреплены токопроводящие немагнитные пластины 15. Длина этих пластйн должна быть не меньше максимально возможной величины перемещения платформ 6, а ширина — не меньше ширины рабочей поверхности электромагнитов. Электромагниты совместно с основанием 1 и токопроводящими пластинами 15 образуют вихревые электромагнитные тормоза, которые включаются по командам блока 12 управления и обеспечивают плавную перестановку платформ 6 в заданное положение.

Формула изобретения

1. Резонансный привод промышленного робота, содержащий основание, установленное на нем подвижное звено, имеющее возможность взаимодействия с приводным электродвигателем, пружинные аккумуляторы механической энергии, программно6 управляемые фиксаторы крайних положений подвижного звена, установленные на основании с помощью направляющих с возможностью перемещения по ним, средство для закрепления фиксаторов на направляющих, блок управления, связанный с приводным электродвигателем и с фиксаторами, при этом аккумуляторы механической энергии установлены между подвижным звеном и фиксаторами крайних положений, оглинаю10 щийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, средства для закрегления фиксаторов крайних положений выполнены в виде управляемых тормозов, связанных с блоком управления, а сами фик15 саторы снабжены датчиками их положения относительно основания, также связанными с блоком управления, 2. Привод по п. 1, отличающийся тем, что пружинные аккумуляторы механической энергии снабжены датчиками их деформа2р ции. подключенными к блоку управления.

3. Привод по и. 1, отличающийся тем, что приводной электродвигатель выполнен в виде линейного двигателя, индуктор которого установлен на основании между фиксаторами крайних положений, а ротор — на подвижном звене.

4. Привод по п. 1, отличающийся тем, что управляемые тормоза выполнены в виде электромагнитов, установленных на фиксаторах и обращенных своей рабочей поверхностью в сторону основания, выполненного из ферромагнитного материала, при этом на основании в зоне перемещения фиксаторов установлены пластины из немагнитного токопроводящего материала, плоскость которых расположена между основанием и рабочей поверхностью соответствующего электром а гнита.

1570892

Составитель Н. Богданов

Редактор М. Келемеш Техред А. Кравчук Корректор М. Самборская

Заказ 1478 Тираж 691 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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