Устройство автоматической смены захватов промышленных роботов

 

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю В 25 J 15/04, В 23 Q 3/155

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) i <;

Г ":i " ;т:у ° ° ° e .К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4901540/08 (22) 10.01.91 (46) 15.04.93. Бюл. М 14 (71) Экспериментальный научно-исследова тельский институт металлорежущих станков (72) В.Н.Зыбенков и И.M,Äâocêèí (56)Заявка Франции М 2542243, кл. В 25 3 15/04, 1984.

Заявка ФРГМ3340912, кл. В 25 J 15/04, 1985. (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ

СМЕНЫ ЗАХВАТОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ

РОБОТОВ (57) Использование: для автоматизации сборочных, погрузочно-разгрузочных и других технологических операций с помощью промышленных роботов, имеющих устройство автоматической смены захватов. Сущность изобретения: устройство содержит два фиксируемых друг на друге модульных блока, один из которых, предназначенный для эа крепления на конце руки ПР. включает расположенный в корпусе основной элект Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для автоматизации сборочных погрузо-разгрузочных и других технологических операций с помощью промышленных роботов, Целью изобретения является повышение надежности работы при несоосном расположении блоков в момент стыковки и аварийном отключении питающей электрической сети.

На фиг.1 представлен поперечный разрез устройства автоматической смены за„„Я „„1808697 А1 ромагнит, а второй — для закрепления на сменном захвате, расположенном в магазине, содержит стыковочный фланец из магнитопроводного материала. Первый блок дополнительно имеет хвостовик с крестовиной, а также дополнительный электромагнит, установленный с возможностью взаимодействия с торцем крестовины посредством упругой подвески, включающей упругие элементы, размещенные между корпусом и крестовиной, и подвижные пальцы со стопорными кольцами, Каждый из механизмов фиксации второго блока на первом выполнен в виде закрепленного на торце первого блока штыря с радиальными отверстиями в его нижней части и установленных в них с возможностью поперечного перемещения шариков и подвижного толкателя, размещенного в штыре. Штырь имеет возможность взаимодействия с втулкой, смонтированной в корпусе. второго блока и имеющей на внутренней поверхности кольцевую проточку под шарики. 2 з.п, ф-лы, 3 ил. хватов; на фиг,2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — укрупненный разрез фиксатора.

Устройство автоматической смены захватов ПР состоит иэ двух блоков 1 и 2, первый иэ которых жестко крепится к руке

3 ПР (блок стыковки с рукой ПР}, а второй (блок стыковки с захватом) — с захватом или каким-либо технологическим инструментом, В свою очередь, блок стыковки с захватом размещается в гнезде инструментальнбго магазина 4 с двумя жестко закрепленными в нем направляющими штырями 5.

1808697

Елок 1 стыковки с рукой ПР состоит из корпуса 6, через центральную часть которого проходит втулка 7, на верхнем конце которой жестко закреплена крестовина 8, а в нижней части — основной электромагнит 9, Внутри корпуса 6 жестко установлен дополнительный электромагнит 10, установленный с возможностью взаимодействия его верхнего торца с крестовиной 8, По периферии корпуса 6 размещены вилки 11, в которых 10 с возможностью перемещения в направляющих 12 и взаимодействия с торцовыми поверхностями крестовины 8 установлены толкатели 13. На толкателях между двумя пружинными кольцамй 14 с возможностью "5 перемещения установлены по две шайбы 15 и предварительно напряженный упругий элемент 16. При этом обеспечивается взаи-. модействие противоположных по отношению к упругим элементам 17 торцев шайб 15 20 с внутренними торцевыми поверхностями

Вилок 11.

В центральном отверстии электромагнита 9 размещен держатель 17 с колодками электрических соединителей 18. Кроме того, 25 в нижней части втулки 7 по ее периферии размещены пальцы 19, внутри которых с возможностью перемещения установлены толкатели 20. В нижней части пальцев 19 расположены отверстия с установленными 30 в них с возможностью поперечного перемещения шариками 21. При этом шарики могут взаимодействовать с образующими поверхностями толкателей 20, а между последними и втулкой 7 установлены упругие элементы 35 в виде пружин сжатия 22. К верхнему торцу корпуса 6 жестко крепится унифицированная переходная втулка 23 для крепления блока 1 к руке ПР.

Блок 2 стыковки с захватом состоит из 40 фланца 24, к нижнему торцу которого жестко крепится унйфицированная переходная втулка 25 для крепления блока 2 к захвату или технологическому инструменту. В центральной части фланца 24 установлен держатель 26 с колодками электрических соединителей 27. По периферии фланца 24 в вертикальных, отверстиях размещены с возможностью взаимодействия с соответствую щими поверхностями направляющих штырей 50

5 втулки 28. Кроме того, во втулках 28 выполнены специальные проточки 29, обеспечивающие воэможность захода в них шариков 21 при взаимодействии внутренних поверхностей этих втулок с соответствующими на- 55 ружными поверхностями пальцев 19.

Устройство работает следующим образом. В исходном положении блок 2 стыковки с захватом устанавливается в инструментальном магазине 4 так, что жестко закрепленные в блоке втулки 28 базируются по соответствующим поверхностям штырей 5, установленных в магазине 4, а блок 1 стыковки с рукой ПР жестко крепится на руке

ПР с помощью унифицированного переходной втулки 23. Рука ПР с блоком 1 выводится в положение над позицией магазина 4, в которой размещен блок 2 с захватом.

Работа устройства начинается опусканием руки ПР с блоком 1 до соприкосновения его нижней плоскости с верхней плоскостью блока 2. При этом сначала пальцы 19 блока 1 входят в отверстия втулок 28 блока 2, затем верхние торцы штырей 5 начинают воздействовать на нижние торцы толкателей 20, сжимая пружины 22. Дальнейшее смещение блока 1 в сторону блока 2 приводит к тому, что втулки 28 воздействуют на шарики 21, заставляя их сместиться в радиальном направлении в сторону оси втулки 28, что становится возможным за счет предварительного смещения толкателей 20.

В случае несоосного расположения двух блоков (в пределах допустимых значений) при взаимодействии имеющихся на пальцах

19 фасок с отверстиями во втулках 28 на пальцах возникает боковое усилие, передаваемое через втулку 7 с крестовиной 8, толкатели 13 с шайбами 15 на пружины 16. В результате этого взаимодействия происходит смещение всех вышеуказанных элементов до полного совпадения осей двух блоков

1 и2.

При соприкосновении плоскостей обоих блоков происходит стыковка колодок электрических 18 и 27 и пневматических (на рисунках не показаны) соединителей, Далее на электромагнит 16 подается питание, благодаря чему осуществляется силовое замыкание блоков 1 и 2, и рука ПР с двумя блоками и захватом выводится из инструментального магазина 4. При этом штыри 5 прекращают воздействовать на модульное устройство автоматической смены захватов в целом, благодаря чему толкатели 20, смещаясь вниз, воздействуют своими фасками на шарики 21, заставляя их сместиться в радиальных отверстиях пальцев 19 в специальные проточки 29 во втулках 28, тем самым соединяя механически блоки 1 и 2. В то же время пружины 22, воздействуя через шайбы 15 и толкатели 13 на крестовину 8 и втулку 7, возвращают подвижную часть блока 1 (а вместе с ней и блок

2) в исходное среднее положение. Для надежности их удержания в этом положении включают электромагнит 10.

Таким образом осуществляется взятие захвата в магазине 4. Для установки захвата

1808697 в магазин все операции осуществляются в обратном порядке, Как видно из описания, предлагаемое устройство обладает по сравнению с прототипом следующими преимуществами:повы- 5 щенной надежностью работы устройства автоматической смены захватов ПР за счет снижения требований к точности взаимного расположения блоков в момент стыковки, а также возможности удержания объекта ма- 10 йипулирования при аварийном отключении привода.

Формула изобретения

1. Устройство автоматической смены за- 15 хватов промышленных роботов (ПР) содерI жащее два сопрягаемых модульных блока, один иэ которых включает в себя корпус с расположенным в нем электромагнитом, а другой — фланец с поверхностью из магни- 20 топроводного материала, причем оба блока имеют ответные друг другу элементы фиксации, расположенные радиально, и электропитания по оси симметрии, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежно- 25 сти работы за счет обеспечения стыковки при взаимном несоосном расположении блоков и аварийном отключении питающей электрической сети, упомянутый корпус снабжен размещенным внутри него втулкой ЗО. с крестовиной, и дополнительным электромагнитом, причем крестовина концентрично закреплена на втулке снаружи от нее, а корпус связан с крестовиной посредством дополнительно введенной упругой падве- 35 ски, при этом дополнительный электромагнит установлен в полости, образованной внутренними стенками корпуса и наружной поверхностью втулки с возможностью взаимодействия с одной из торцовых поверхностей крестовины, 2.Устройство по п,1, отл и ч а ю щее-, с я тем, что упругая подвеска включает в себя четыре пальца с расположенным на каждом из них упругим элементом и кольцевыми проточками на концах пальца и установленными в проточках стопорными кольцами, причем пальцы установлены в дополнительно выполненных направляющих корпуса с возможностью ограниченного перемещения и взаимодействия своими торцами с выступами крестовины, при этом каждый упругий элемент установлен между стопорными кольцами, 3. Устройство по п,1, отл и ча ю щеес я тем, что, с целью снижения энергозатрат при стыковке, каждый из элементов фиксации выполнен в виде закрепленного на торце корпуса штыря с радиальными отверстиями в его нижней части и установленных в отверстиях с возможностью поперечного перемещения шариков, и толкателя, размещенного в пальце с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с шариками и упомянутым упругим элементом, при этом штырь выполнен с возможностью взаимодействия с дополнительно введенной втулкой, размещенной в упомянутом фланце и имеющей на внутренней поверхности кольцевую проточку под шарики.

1808697

1808697 .

Фиг. 1

Составитель В. Зыбенков

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, Раушская наб., 4/5

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