Захватное устройство

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 25 J 15/00, 19/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1717340 (21) 4788147/08 (22) 31.01,90 (46) 15.10.92. Бюл. М 38 (75) Г. M. Хачатрян (56) Авторское свидетельство СССР

N 1717340, кл. В 25 J 15/00, 1989. (54) ЗАХВАТНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к захватным устройствам, предназначенным для использования в промышленных роботах, в частности для сборочных работ. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Устройство смонтировано на руке 1 (Б.0. 1768383А2 манипулятора и содержит корпус 2 с отверстием для подвода сжатого воздуха. Упругий элемент 4 выполнен из эластичного материала и содержит отверстие 5. Концы элемента 4 закреплены на корпусе 2 съемной крышкой 7. Датчики 9 деформации закреплены на соответствующих чувствительных элементах 8, выполненных в виде плоских пружин, консольно и радиально установленных на корпусе 2. Свободные концы пружин сходятся к краям глухого отверстия 5 упругого элемента 4.При захвате детали элементы 8 изгибаются и по сигналам с датчиков 9 можно определить положение детали, ее диаметр и вес. 3 ил.

1768383

25

35 стие 3 воздействует на упругий резиновый 40

55

Изобретение относится к машиностроению, а именно к захватным устройствам, предназначенным для использования в промышленных роботах, в частности для сборочных работ.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем очувствления захватного устройства.

На фиг. 1 изображено захватное устройство, разрез; (Га фиг. 2 — вид по стрелке А на фиг. 1; на фйг. 3 — устройство с захваченной деталью при",выполнении сборочной операции.Захватное устройство, смонтированное на руке 1 манипулятора, содержит корпус 2, выполненный в виде диска с отверстием 3 для подвода сжатого воздуха и упругий элемент 4, выполненный в виде плоской круглой пластины — диска из эластичного материала, например резины, с глухим отверстием 5, выполненным со стороны поверхности соприкосновения с деталью 6.

Края упругого элемента 4 закреплены на корпусе 2 крышкой 7, на которой консольно и радиально установлены чувствительные элементы 8, выполненные в виде плоских пружин с фиксированными на них соответствующими датчиками 9 деформации, например тензорезисторами. Свободные концы чувствительных элементов 8 сходятся к краям глухого отверстия 5 упругого элемента 4.

Работа захватного устройства осуществляется следующим образом.

Рука манипулятора 1 устанавливает захватное устройство в положение; в котором ось глухого отверстия 5 совпадает с осью детали 6. При этом включается подача сжа- того воздуха, который поступая через отверэлемент 4, и деформирует его наружу вме- сте с чувствительными элементами 8 и датчиками 9, В результате этого боковая поверхность отверстия 5 растягивается и его диаметр увеличивается

При этом сигналы на выходах датчиков

9 характеризуют степень деформированности упругого элемента 4, а следовательно, и величину диаметра растянутого отверстия

5, позволяя определить факт готовности устройства к процессу захватывания детали конкретного размера. Рука 1 манипулятора опускает устройство и деталь 6 входит в растянутое глухое отверстие 5. После этого воздух стравливается, упругий элемент 4 вместе с чувствительными элементами 8 возвращается в исходное положение, и боковые стенки глухого отверстия 5 плотно схватывают деталь 6. При этом чувствитель- ные элементы 8, упираясь своими свобод5

15 ными концами в боковую поверхность захваченной детали 6, размер которой больше размера недеформированного глухого отверстия 5, и не имея возможности полностью выпрямиться, остаются (вместе с датчиками 9) в определенном деформированном состоянии. В систему управления (не показана) поступают электрические сигналы, соответствующие величине сопротивлений датчиков 9 — тензорезисторов. При этом величины сигналов зависят от степени деформирован ности чувствител ьн ых элементов 8 и характеризуют размер участка детали 6, взятого устройством. Эти же сигналы определяют факт наличия детали в захвате.

Для обеспечения надежности захвата и исключения вибраций детали 6 при манипулировании отверстие 3 перекрывается или подключается к источнику вакуума. При этом обеспечивается надежное прижатие поверхности упругого элемента 4 к поверхности корпуса 1.

Процесс освобождения детали происходит в обратном порядке. При выполнении, например, сборочной операции "вставление", в случае неточного подвода устройства манипулятором к ответной детали 10, на деталь 6, зажатую боковыми стенками глухого отверстия 5 упругого элемента 4, со стороны последней действуют силы и моменты, что приводит к ее перекосу (повороту) и определенному ориентированию по отношению к ответной детали 10. Поворот захваченной детали 6 под действием сил реакций со стороны ответной детали 10 осуществляется за счет имеющейся некой упругой податливости устройства, что увеличивается при отключении источника вакуума или открытии отверстия 3 корпуса

1. Перекос детали 6 на ту или иную сторону сопровождается надавливанием ее боковой поверхностью на конец (кОнцы) встречного (их) чувствительного элемента (чувствительных элементов) 8 и увеличиванием его (их) деформированности. При этом противоположный чувствительный элемент (противоположные чувствительные элементы) выпрямляется (ются), Информация считанная с.датчиков 9 каждого чувствительного элемента 8 позволяет определить величину угла и направление поворота детали 6 и с помощью соответствующего блока системы управления по определенному алгоритму рассчитать необходимые радиальные и угловые перемещения руки 1 манипулятора, способствующие надежной сборке детали 6 с ответной деталью 10. Процесс активного самокорректирования продолжается до выравнивания значений

1768383

6 сигналов всех датчиков 9 деформаций, после чего рука 1 манипулятора опускает устройство и деталь 6 входит без заклинивания опускает устройство и деталь 10, При выполнении корпуса 1 с углублением со стороны поверхности соприкосновения с упругим элементом 4 и регулируя давлением воздуха в образовавшейся полости, можно регулировать и одновременно произвести измерение усилия зажатия детали.

При удержании захваченной детали (особенно массивных) в горизонтальном положении можно определить ее вес.

Имеется возможность определения формы (или отклонения формы) захваченной детали. Если захвачена деталь с отклонением формы (например, вместо круглой формы имеется некоторая овальность), то чувствительные элементы 8 подвергаются не одинаковой деформации, а сигналы, поступающие с соответствующих тензьрезисторов 9, характеризуют форму(или степень ее отклонения) первой.

Система очувствления устройства позволяет также обнаруживать факт проскальзывания (выскальзывания) захваченной детали. Если в процессе манипулирования произойдет проскальзывание детали (выскальзывание из отверстия 5), то она (деталь) уводит за собой свободные концы чувствительных элементов 8(находящихся с деталью во взаимном механическом контакте), изменяя состояние их деформированности. Это приведет к изменению сигналов на выходах датчиков 9, позволяя обнаруживать факт проскальзывания (выскальзывания) захваченной детали. На основе этих сигналов может быть откорректирована (увеличена) величина усилия зажатия детали для предотвращения дальнейшего ее проскальзыва5 ния. Количество чувствительных элементов может быть различным.

Возможны различные варианты и формы выполнения свободных концов чувствительных элементов, обеспечивающих

10 надежность их взаимодействия с захваченной деталью.

Предлагаемое устройство можно использовать для оснащения промышленных роботов, работающих в составе сборочных

15 робототехнических" комплексов. При этом данный промышленный робот получит возможность произвГ6Гтй точное измерение размера захваченной детали в определенном диапазоне их изменения, определить

20 ее вес, форму (или отклонения формы), усилие зажатйя, обнаруживать факты готовности захватного устройства к процессу захватывания, наличия или отсутствия детали в захвате, проскальзывания детали, а так25 же произвести сборочные операции на основе силовой обратной связи.

Формула изобретения

Захватное устройство по авт. св.

%1717340, отл ича ю щееся тем,что,с

30 целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено плоскими пружинами, закрепленными консольно на корпусе и установленными радиально относительно

его оси, при этом свободные концы пружин

35 расположены у края глухого отверстия, а на поверхности пружин закреплены датчики деформации.

ВидА

1768383.„5 иг3

Составитель Г. Хачатрян

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор H. Бучок

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3609 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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