Способ вибрационного манипулирования деталями
Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано на предприятиях машиностроительной, приборостроительной и других отраслей промышленности. Цель изобретения - обеспечение возможности вращения детали в любой точке рабочего органа. Способ вибрационного манипулирования деталями заключается в сообщении рабочему органу 1 угловых колебаний относительно оси, проходящей через центр O, и нормальных колебаний. Первые сообщаются от электромагнитов 5, 8, 10, 11 и 6, 7, 9, 12, работающих в противофазе. Одновременно с угловыми колебаниями рабочему органу дополнительно сообщают продольно-поперечные колебания в плоскости рабочего органа с амплитудой A, направленные перпендикулярно линии OC. Продольно-поперечные колебания находятся в противофазе с угловыми. Для этого на электромагниты 7, 8 и 9, 10 подают дополнительные синфазные пульсирующие напряжения в фазе с напряжениями, подаваемыми на электромагниты 5, 8, 10, 11. На электромагниты 5, 6, 11, 12 при этом подают синфазные пульсирующие напряжения, противофазные напряжениям электромагнитов 7, 8, 9, 10. Амплитуда при этом A = φR, где φ - амплитуда угловых колебаний R - расстояние OC. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (K l) (я)ю В 65 G 27/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 4700964/03 (22) 05;06.89 (46) 07.08.91. Бюл. )в 29 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) В.А.Щигель, И.И,Врублевский и
В.С. Шенбор (53) 621.867.157(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1033395, кл. В 65 6 27/32, 1983.Авторское свидетельство СССР
М 1586968, кл. В 65 G 27/32, 1989. (54) СПОСОБ ВИБРАЦИОННОГО МАНИПУЛИРОВАНИЯ ДЕТАЛЯМИ (57) Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано на предприятиях машиностроительной, приборостроительной и других отраслей промыш. ленности. Цель изобретения — обеспечение возможности вращения детали в любой точке рабочего органа. Способ вибрационного манипулирования деталями сообщении рабочему органу 1 угловых колебаний относительно оси, проходящей через центр О, и нормальных колебаний. Первые сообщаются от электромагнитов 5, 8, 10, 11 и 6, 7, 9, 12, работающих в противофазе.
Одновременно с угловыми колебаниями рабочему ходу дополнительно сообщают продольно-поперечные колебания в плоскости рабочего органа с амплитудой А, направленные перпендикулярно линии ОС. Продольно-поперечные колебания находятся в противофазе с угловыми. Для этого на электромагниты 7, 8 и 9, 10 подаю-дополнительные синфазные пульсирующие напряжения в фазе с напряжениями, подаваемыми на электромагниты 5, 8, 10, 11; На электромагниты 5, 6, 11, 12 при этом подают синфазные пульсирующие напряжения, противофазные напряжениям электромагнитов 7, 8, 9, 10, Амплитуда при этом А = p R, где ф— амплитуда угловых колебаний; R — расстояние ОС. 2 ил.
1668235
Изобретение относится к вибрационной технике.и может быть использовано на ° предприятиях машиностроительной, приборостроительной и других отраслях промышленности.
Целью изобретения является обеспечение возможности вращения детали в любой точке рабочего органа.
На фиг.1 изображена конструктивная схема вибрационного манипулятора, реализующая способ, продольный разрез; на фиг,2 — то же, вид сверху.
Устройство для реализации способа содержит рабочий орган в виде горизонтального стола 1, соединенный через упругие элементы 2 с реактивной плитой 3. Конструкция устанавливается на основании через виброизоляторы 4. Вибровозбудитель продольных колебаний реализует продольные колебания вдоль оси Х и содержит две пары электромагнитов: пару с обмотками 5 и 6 и пару с обмотками 7 и 8, причем электромагниты в парах симметрично смещены относительно оси Y. Вибровозбудитель поперечных колебаний реализует поперечные колебания вдоль оси Y и содержит две пары электромагнитов: пару с обмотками 9 и 10 и пару с обмотками 11 и 12 с аналогично смещенными электромагнитами в парах относительно продольной оси Х. На реактивной плите 3 размещена пара электромагнитных вибровозбудителей нормальных колебаний с обмотками 13 и 14, реализующих нормальные колебания вдоль оси Z.
На столе рабочего органа крепятся датчики 15 и 16 наличия детали с возможностью их перемещения и фиксации в любом месте стола 1 (устройство датчиков и механизм их перемещения и фиксации не показаны). В центре стола 1 снизу установлены датчики 17-19 регистрации амплитуд соответственно продольных Ах, поперечных Ау и нормальных А колебаний, Датчики включены в схемы автоматического поддержания заданного значения амплитуд продольных, поперечных и нормальных колебаний (не показаны). С нижней стороны стола эксцен- трично установлен датчик 20 угловых колебаний стола 1.
Способ вибрационного манипулирования осуществляется следующим образом.
На поверхность стола 1 поступает в произвольно выбранную точку 8 (фиг.2) деталь
21, которую необходимо переместить в произвольно заданную точку С на поверхности стола, и в этой точке повернуть вокруг своей оси на некоторый угол, например цилиндрическую деталь 21 с продольным пазом поместить в точке С так, чтобы паз находился со стороны положительного направления оси
Y. Для того, чтобы деталь 21 из точки В попала в точку С,столу 1 сообщают нормальные в плоскости стола продольно-поперечные колебания, причем направление последних должно быть параллельно линии
ВС, т.е. столу сообщают продольные колебания с амплитудой Ах и поперечные колебания с амплитудой Ау (фиг,2), удовлетворяющие
10 — =сда (1)
А
Ах где a — угол, образованный линией ВС и осью Х, Это достигается тем, что на обмотки каждой из упомя нутых пар подается пул ьсирующее синфазное напряжение. На пары обмоток 5, 6 и 7, 8 а также 9, 10 и 11, 12 напряжение подается в противофазе, так что электромагнитные вибровозбудители продольных и поперечных колебаний работают как двухтактные. Пары 5, 6 и 7, 8 по
20 отношению к парам соответственно 9, 10 и
11, 12 могут работать как в фазе при направлении перемещения детали преимущест25 венно от правого нижнего угла к левому верхнему (фиг.2), так и в противофазе при направлении перемещения детали преимущественно от левого нижнего угла к правому верхнему. Соотношение (1) амплитуд в сортветствии с выбранными точками начала
В и конца С траектории транспортирования обеспечивается включением датчиков 17 и
13 и 14 подаются пульсирующие напряжения в фазе с пульсирующими напряжениями, подаваемыми на обмотки 5, 6 или же сдвинутые по отношению к этим напряжениям на угол 0- л /2, При необходимости осуществить реверсивное перемещение детали для перемещения ее из верхней облавти стола 1 в нижнее (фиг,2) фазу пульсирующих напряжений на паре обмо45 ток 13 и1 4 изменяют íà х. Уровень амплитуды нормальных колебаний поддерживается датчиком 19, включенным в схему автоматического поддержания нормальной амплитуды.
По достижении деталью 21 положения
С (сигнал о достижении этого положения подается в схему датчиками 15 и 16) отключаются вибровозбудители продольных и поперечных колебаний (обмотки 5 — 12) и столу
1 сообщаются угловые колебания относительно оси Z. Для этого на обмотки 5, 8, 10 и 11 подается пульсирующее синфазное напряжение, а на обмотки 6, 7, 9 и 12 — также пульсирующее синфаэное напряжение, 50
18 в схемы автоматического поддержания
35 уровня амплитуд, При этом на пару обмоток
1668235
Фиг. f причем первая перечисленная группа обмоток включена в противофазе к второй перечисленной группе. Фаза нормальных колебаний при этом не меняется. В манипуляторе возбуждаются угловые колебания в 5 плоскости стола 1 вокруг точки О пересечения оси Z с плоскостью стола. Постоянство амплитуды р этих колебаний поддерживается включением датчика 20 в схему автоматического поддержания амплитуды. В точке 10
С, наряду с угловыми колебаниями с амплитудой у, возникают поступательные колебания в плоскости стола с амплитудой
А= pR, (2) синфазные с угловыми колебаниями, 15 где R = ОС. Их направление перпендикулярно линии ОС. Одновременно с угловыми столу 1 дополнительно сообщают продольно-поперечные колебания в плоскости стола с амплитудой А = — p R, направленные 20 перпендикулярно линии ОС, в противофазе с угловыми. Для этого на обмотки 8, 7 и 9, 10 подаютдополнительные синфазные пульсирующие напряжения в фазе с напряжениями, подаваемыми на обмотки 5, 8, 10, 11, а 25 на обмотки 5, 6, 11, 12 — дополнительные синфазные пульсирующие напряжения, противофазные напряжениям обмоток 7—
10. При этом амплитуды дополнительных продольных колебаний А)(1 и дополнитель- 30 ных поперечных колебаний Ау1 подбираются такими, чтобы удовлетворить равенства
А= Axl Ау|, (3) tgр = М1 дч1 (4) где Ах1 и Ay1 — соответственно амплиту- 35 ды дополнительных продольных и поперечных колебаний; P — угол между линией 0С и осью Х (фиг.2). Указанные амплитуды Ад и
АУ1дополнительных колебаний автоматически вычисляются схемой управления по за- 40 висимостям (2)-(4) и поддерживаются системами автоматического поддержания амплитуды, включающими датчики 17 и 18.
Таким образом, в точке С продольно-поперечные колебания устраняются, а остаются только угловые колебания стола вокруг точки С, а также нормальные колебания, благодаря которым деталь 21 вращается вокруг своей оси в точке С. Для изменения направления вращения фазу напряжения, подаваемого на обмотки 13 и 14, изменяют на л, Когда паз детали 21 будет направлен в сторону датчика 16, с последнего поступит команда схеме управления на выключение напряжений, подаваемых на обмотки 5-14, и деталь прекращает вращение, после чего удаляется, например, роботам (не показан).
Способ вибрационного манипулирования деталями обеспечивает перемещение детали по любой траектории и ее вращение в любой точке рабочего органа.
Формула изобретения
Способ вибрационного манипулирования деталями, заключающийся в сообщении рабочему органу вибрационного манипулятора угловых колебаний относительно вертикальной оси рабочего органа и нормальных колебаний к поверхности рабочегооргана,отличающийся тем, что, с целью обеспечения вращения детали в любой точке рабочего органа, последнему сообщают продольно-поперечные колебания в плоскости рабочего органа в направлении, перпендикулярном линии, проходящей через центр масс детали и вертикальную ось рабочего органа, при этом продольно-поперечные колебания сообщают в противофазе относительно угловых колебаний, а их амплитуда
А pR, где p — амплитуда угловых колебаний;
R — расстояние от центра масс детали до вертикальной оси рабочего органа.
