Очувствленное захватное устройство

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 25 J 15/00, 19/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ в

Pua f

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4790314/08 (22) 12.02.90 (46) 15.04.93. Бюл. N 14 (75) Г.M.Õà÷àòðÿí (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1768383, кл. В 25 J 15/00, 1990, (54) ОЧУВСТВЛЕННОЕ ЗАХВАТНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Использование: в захватных устройствах, предназначенных для использования в промышленных роботах, в частности, для сборочных работ. Сущность изобретения: упругий элемент 4 выполнен из электропро. Ы, 1808693 А1 водного полимера, например, электропроводной резины, в котором концентрично глухому отверстию 5 размещены пары электродов 8, соединенных с блоком измерения электрических сопротивлений системы управления, Блок измерения регистрирует значения электрических соп ротивлений между электродами Р реех пар, которые в разных случаях могут. характеризовать размер, форму, массу захваченной детали, ycuwe зажатия, внешние силы, действующие на де аль 6. угол и направление ее поворота в устройстве и т.д. 3 ил.

1808693

Изобретение относится к машиностро- электродами 8 пар. В систему управления ению, а именно к захватным устройствам, поступают сигналы, соответствующие велипредназначенным дляиспользования впро- чине собственных сопротивлений датчиков мышленных роботах, в частности для сбо- деформаций. При этом величины сигналов рочных работ, зависят от степени деформированности учаЦелью изобретения является расши- стков электропроводной резины между рение функциональных, технологических электродами 8 пар датчиков деформаций и возможностей и повышение надежности ра- характеризуют размер участка детали 6, боты. взятого устройством. Эти же сигналы конНа фиг,1 изображено очувствленное за- 10 стантируют факт наличия детали в захвате. хватное устройство в разрезе; на фиг;2- вид Для обеспечения надежности захвата и исАнафиг.1;нефиг.3 — устройствосзахвачен- ключения вибраций детали 6 при манипуной деталью при выполнении сборочной лировании, отверстие 3 перекрывается или операции "вставление вала во втулку", подключается к источнику вакуума. При

Очувствленное захватное устройство, 15 этом обеспечивается надежное прижатие смонтированное на руке 1 манипулятора, поверхности упругого элемента 4 к поверх содержит корпус 2, выполненный в виде ди- ности корпуса 2. ска с отверстием 3 для подвода сжатого Процессосвобождениядеталипроисховоздуха, и упругий элемент 4, выполненный дит в обратном порядке. в виде плоской круглой пластины-диска из 20 . При выполнении, например, сборочной эластичного электропроводного материа- операции "вставление вала во втулку", в слула — электропроводной резины, с глухим чае неточного подвода(позиционирования) отверстием 5, выполненным со стороны по- устройства манипулятором к ответной детаверхности соприкосновения с деталью 6. ли9,надетальб.зажатуюбоковымистенкаКрая упругого элемента 4 закреплены на 25 ми глухогоотверстия5упругогоэлемента 4, корпусе 2 съемной крышкой 7. В теле упру- со стороны последней (ответной детали 9) гого электропроводного элемента 4 равно- действуют силы и моменты, приводящие к мерновокругглухогоотверстия5 встроены ее перекосу (повороту) и определенному пары электродов 8, образующих датчики де- ориентированию по отношению к ответной формации. При этом электроды 8 каждой 30 детали 10. Поворот и некоторое осевое смепары расположены на концентричных ок- щение захваченной детали 6 под действием ружностях, соосных глухому отверстию 5. сил реакций со стороны ответной детали 9

Работа очувствленного захватного уст- осуществляется за счет имеющейся упругой ройства осуществляется следующим обра- податливости устройства, что увеличиваетзом. 35 ся при отключении источника вакуума или

Рука 1 манипулятора устанавливает за- открытия отверстия 3 корпуса 2. Перекос хватное устройство в положение, в котором .. детали 6 на ту или иную сторону сопровожось глухого отверстия 5 совпадает с осью дается надавливанием ее боковой поверхэахватываемой детали 6. При этом включа- ностью на встречную область боковой ется подача сжатого воздуха, который, по- 40 поверхности глухогоотверстия5, чтопривоступая через отверстие 3, воздействует на дит к увеличению деформированности (стеупругий элемент 4 и деформирует его нару- пени сжатости) соответствующей области жу. В результате этого боковая поверхность ynpyroro элемента 4 и к уменьшению дефоро1.верстия 5 растягивается и его диаметр мированности (вплоть до минимума) его увеличивается. Рука 1 манипулятора опу- 45 противоположной области. Это приводит к скает устройство и деталь 6 входит в растя- изменению значений электрических сопронутое глухое отверстие 5. После этого тивлениймеждуэлектродами8соответствусжатый воздух выбрасывается из полости ющих пар. Информация, считанная с устройства,упругий элемент4 выпрямляет- датчиков деформаций, позволяет опредеся, и боковые стенки глухого отверстия 5 50 лить величину угла и направление поворота плотно схват ывают деталь 6. При этом при- детали 6 и с помощью соответствующего мыкающая к глухому отверстию 5 область блока системы управления flo определенноупругого элемента 4 находится в некотором му алгоритму рассчитать необходимые радеформированном (сжатом) состоянии, т,к. диальные и угловые перемещения руки 1 размер захваченной детали 6 больше разме- 55 манипулятора, способствующие надежной ра недеформированного глухого отверстия . сборке детали 6 с ответной деталью 9. Про5, Это приводит к сближению электродов 8 цесс активного самокорректирования рросоответствующих датчиков деформаций и к должается до выравнивания значений изменению (уменьшению) их собственных сигналов всех датчиков деформаций, т,е. на сопротивлений, т.е. сопротивлений между выравнивания значений электрических со1808693 противлений между электродами 8 всех пар, после чего рука 1 опускает устройство, и деталь 6 входит без заклинивания в отверстие детали 9.

При выполнении сборочной операции 5

"свинчивание резьбовых соединений (пар)" возникает необходимость контролирования (измерения) величины противодействующего момента, вызванного силами сопротивления свинчиванию пары, 10 и характеризующегося рядом геометрических и физических показателей. Противодействующий момент М передается через плотно зажатую в глухом отверстии 5 свинчифаемую деталь (например, через головку 15 винта, болта и т.п.) упругому элементу 4, приводя к деформации (сдвигу) примыкаю- . щей к отверстию 5 его области. При этом подвергаются деформации и участки ynpytoro электропроводного элемента 4 20 расположенные между электродами 8 соответствующих пар, что приводит, одновременно,. к взаимному сдвигу последних отйосительно друг друга. Это в свою оче-. редь приводит к изменению электрических 25 сопротивлений между электродами 8 пар, значения которых характеризуют величину вращающего осевого момента Mz. т.е. величийу сил сопротивления свинчиванию. Сигналы, поступающие с выходов датчиков 30 деформаций в системууправления промышленным роботом, позволяют контролирова1ь процесс надежного выполнения опЕрации. При привышении момента Mz от допустимого своего значения (например, 35 при заклинивании, заедании и т.п.) система управления вырабатывает сигнал экстренного останова.

При выполнении корпуса 2 с углублением со стороны поверхности соприкоснове- 40 ния с упругим элементом 4 и регулируя давлением воздуха в полости устройства, мо)кно регулировать и одновременно произ ести измерение усилия зажатия детали. Или же, при этом можно произвести 45 контролируемые осевые перемещения захваченной детали 6 в определенном диапазоне.

При удержании захваченной детали в горизонтальном положении можно опреде- 50 ли ь ее вес..

Имеются возможности определения формы (или отклонения формы) участка деталИ, взятого устройством, Если захвачена деталь с отклонением формы (например 55 вместо круглой формы имеется некоторая овальность), то разные датчики будут подвергаться разным деформациям, а сигналы на их выходах будут характеризовать форму (или степень ее отклонения) первой, Съемная крышка 7 позволяет при необходимости быстро заменить упругий элемент 4 на другой с другим диаметром или другой конфигурацией глухого отверстия 5.

Можно также устанавливать пластины с различной степенью упругости и толщины.

Электроды датчиков деформаций могут быть встроены как в теле упругого элемента, выполненного целиком из электропроводного материала, так и в теле упругого элемента не выполненного целиком иэ электропроводного материала, а лишь имеющего участки из электропроводящего материала (электропроводной резины) между электродами пар датчиков.

Количество пар электродов может быть различным.

Устройство можно испольэовать для оснащения промышленных роботов, работающих в составе сборочных робототехнических комплексов. При этом данный промышленный робот получит воэможность произвести точное измерение размера захваченной детали в определенном диапазоне их изменения, определить ее форму (или отклонение формы), вес и усилие зажатия. а также произвести сборочные операции на основе силовой обратной связи, Формула изобретения

Очувствленное захватное устройство, содержащее цилиндрический полый корпус, в полости которого закреплен упругий элемент, образующий с внутренней поверхностью корпуса полость, соединенную с. источником рабочей среды, при этом на рабочем торце упругого элемента в центральной его части выполнено глухое отверстие, кроме того, упругий элемент снабжен датчиками деформации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических, функциональных возможностей и повышения надежности в работе, датчики выполнены в виде пар электродов, встроенных в теле упругого элемента и расположенных равномерно вокруг глухого отверстия, причем электроды каждой пары расположены на концентричных окружностях, соосных с глухим отверстием, а между электродами каждой пары встроен участок из упругого электропроводного материала.

1808693

1808693

Составитель Г, Хачатрян

Техред М.Моргентал Корректор С. Пекарь

Редактор Л. Пигина

Заказ 1249 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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