Устройство для автоматической смены захватов

 

Использование: машиностроение, в частности роботизированные комплексы с автоматической сменой захватных устройств. Сущность изобретения: привод средства для крепления захвата расположен в магазине. Средство для крепления захвата выполнено в виде скобы 5, которая подпружинена в осевом направлении к стыковочному фланцу и установлена соосно с последним на руке манипулятора. На скобе 5 закреплен стержень 10 для взаимодействия с приводом поворота скобы. На стыковочном фланце выполнены пазы, с которыми поочередно взаимодействует подпружиненный фиксатор 11, размещенный в стержне 10. 2 з. п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, например, в манипуляторах, роботах, автоматических устройствах, где необходима работа со сменным инструментом, установленным в магазине.

Известно устройство для стыковки сменного инструмента с кистью промышленного робота, содержащее адаптор со сменным инструментом и центрирующей поверхностью и жестко закрепленный на кисти робота патрон с зажимными элементами, выполненными в виде подпружиненных пальцев с коническими поверхностями и сферическими торцами, причем на цилиндрических поверхностях пальцев выполнены рейки, предназначенные для взаимодействия с расположенными в патроне центральным зубчатым колесом, состоящим из отдельных зубчатых сегментов, установленных с зазорами по отношению друг к другу, при этом на корпусе патрона выполнен цилиндрический выступ с центральным отверстием и отверстиями, расположенными по касательной к центральному отверстию, предназначенными для размещения центрального зубчатого колеса и пальцев, а в полости адаптора выполнены спиральные пазы и отверстия на выходе спиральных пазов, предназначенные для соответственно взаимодействия со сферическими торцами и коническими поверхностями пальцев (авт. св. N 1463412, кл. В 25 J 15/04, 1986).

Недостатком этого устройства является сложность конструкции патрона, закрепленного на кисти робота, из-за наличия в нем множества деталей зажимных элементов, что увеличивает массу кисти робота и вследствие этого снижается скорость перемещения кисти из-за повышенных инерционных нагрузок, что приводит к снижению производительности.

Кроме того, в данном устройстве недостаточная точность углового позиционирования адаптора со сменным инструментом относительно кисти робота, так как отсутствуют элементы для точной фиксации по углу.

Известно стыковочное устройство для соединения рабочего органа, установленного в направляющих кассеты, с кистью исполнительного органа манипулятора, содержащее закрепленный на торцовой поверхности рабочего органа корпус с посадочными отверстиями и сквозным пазом, расположенным параллельно стыковочной поверхности, в котором расположена защелка со скосами и роликами по концам, снабженная фиксатором, и закрепленную на торцовой поверхности исполнительного органа манипулятора колодку с посадочными элементами в виде штырей, имеющих скосы, расположенные с возможностью взаимодействия со скосами защелки с образованием клинового соединения, а также наклонные направляющие кассеты взаимодействуют с роликами защелки (авт. св. N 1602739, В 25 J 15/04, 1988).

Недостатком этого устройства является усложнение конструкции рабочего органа (захвата), так как каждый рабочий орган должен быть снабжен корпусом с расположенными в нем зажимными элементами. В связи с тем, что количество сменных рабочих органов может быть большим, это приведен к удорожанию устройства и увеличению расхода материалов для изготовления.

Известно также стыковочное устройство для соединения сменных захватов с рукой манипулятора, содержащее магазин с гнездами для захватов, установленной на руке манипулятора стыковочный фланец с переходным блоком, пальцы для позиционирования захвата, а также жестко соединенные с фланцем два выступа с наклонными пазами, взаимодействующими с соединительными элементами сменных захватов, и расположенный в руке манипулятора привод поворота стыковочного фланца с выступами.

Недостатком этого устройства является низкая производительность, так как привод поворота фланца с двумя выступами расположен в руке манипулятора, что увеличивает массу руки и вследствие этого ограничивает скорость перемещения руки из-за инерционных нагрузок. Кроме того, в этом устройстве снижена точность позиционирования захвата, так как стыковка захвата с рукой осуществляется через дополнительный поворотный переходной блок.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности за счет повышения скорости перемещения руки манипулятора вследствие уменьшения массы руки.

Это достигается тем, что в устройстве для автоматической смены захватов, содержащем магазин с гнездами для захватов, установленный на руке манипулятора стыковочный фланец с пальцами для позиционирования захвата и подпружиненным фиксатором, средство для крепления захвата на руке манипулятора, включающее элементы с наклонными поверхностями, размещенные с возможностью взаимодействия с соединительными элементами сменных захватов и привод средства для крепления захвата, согласно изобретению, привод средства для крепления захвата расположен в магазине, а средство для крепления захвата выполнено в виде скобы, подпружиненной в осевом направлении к стыковочному фланцу и установленной соосно с последним на руке манипулятора, при этом скоба снабжена стержнем для взаимодействия с приводом ее поворота, а на стыковочном фланце выполнены пазы, причем упомянутый подпружиненный фиксатор размещен в стержне с возможностью поочередного взаимодействия с пазами на стыковочном фланце, при этом привод поворота скобы выполнен в виде пневмоцилиндра с подпружиненным с двух сторон поршнем, штифта и планки с выступами. Штифт закреплен на поршне с возможностью взаимодействия с планкой, а последняя установлена на корпусе пневмоцилиндра в дополнительно выполненных направляющих с возможностью относительного перемещения и взаимодействия своими выступами со стержнем на скобе, причем гнезда в магазине размещены между выступами планки, количество которых на один больше, чем количество гнезд в магазине.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 магазин захватов, план; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 разрез Г-Г на фиг. 1, при расстыкованном положении скобы и захвата; на фиг. 6 то же, при состыкованном положении скобы и захвата.

Устройство для автоматической смены захватов содержит стыковочный фланец 1, установленный на руке 2 манипулятора. В стыковочном фланце закреплены два позиционирующих пальца: цилиндрический 3 и ромбический 4. Соосно со стыковочным фланцем установлено средство для закрепления захвата в виде скобы 5, которая поджата пружиной 6 к торцу руки 2. Второй конец пружины 6 упирается в верхнюю поверхность стыковочного фланца. Скоба 5 имеет выступы 7, которые содержат наклонную 8 и горизонтальную 9 поверхности.

В скобе 5 закреплен стержень 10, в котором установлен фиксатор 11, поджатый пружиной 12 к боковой поверхности стыковочного фланца 1. На боковой поверхности фланца 1 выполнены два паза 13 и 14 для взаимодействия с фиксатором 11.

Захват 15, установленный в гнезде 16 магазина 17, имеет два отверстия 18, которые взаимодействуют с пальцами 3 и 4 при соединении руки 2 с захватом 15. На последнем выполнены также ушки 19, имеющие возможность взаимодействия с наклонными 8 и горизонтальными 9 поверхностями выступов 7 скобы 6.

Под планкой 20 с гнездами 16 магазина 17 установлены соосно с каждым гнездом 16 постоянные магниты 21, фиксирующие захват 15 в гнезде 16.

Магазин 17 содержит пневмоцилиндр 22 с поршнем 23, поджатым с двух сторон пружинами 24. В поршне 23 жестко закреплен штифт 25, верхний конец которого проходит через паз 26, выполненный в корпусе 27, и соединен с отверстием 28, выполненным в планке 29. Планка 29 установлена на корпусе 27 в направляющей 30 и содержит выступы 31, охватывающие каждое гнездо 16 для захватов 15 с двух сторон, причем количество выступов 31 на один больше количества гнезд 16 в магазине 17.

Устройство работает следующим образом.

Рука 2 манипулятора опускает стыковочный фланец 1 на захват 15, установленный в гнезде 16, так что пальцы 3 и 4 попадают в отверстия 18 захвата 15 и позиционируют захват относительно руки 2. При этом выступы 7 скобы 5 смещенные относительно ушек 19, опускаются так, что нижние концы наклонных поверхностей 8 оказываются ниже нижней поверхности ушек 19.

В полость D пневмоцилиндра 22 подается сжатый воздух, поршень 23, сжимая пружину 24, смещается и штифтом 25 перемещает планку 29, выступ 31 планки 29 нажимает на стержень 10 и скоба 5 поворачивается относительно фланца. При этом наклонные поверхности 8 упираются в ребро нижней поверхности ушек 19 и при дальнейшем повороте скоба 5, сжимая пружину 6, смещается в осевом направлении относительно фланца 1. В конце поворота скобы 5 горизонтальная поверхность 9 выступов 7 стыкуется с нижней поверхностью ушек 19 и захват 15 надежно поджимается пружиной 6 через скобу 5 к стыковочному фланцу.

Фиксатор 11, находящийся до начала поворота скобы 5 в пазу 13, в конце поворота попадает в паз 14 и фиксирует второе положение скобы 5 относительно стыковочного фланца 1.

Подача сжатого воздуха в полость D пневмоцилиндра 22 прекращается, и поршень 23 под действием пружины 24 смещается в среднее положение. При этом выступ 31 планки 29 отходит от стержня 10, освобождая его от контактной нагрузки. Рука 2 выводит захват 15 из гнезда 16 и начинает работу с этим захватом.

Для отсоединения захвата 15 рука 2 манипулятора вводит захват 15 в свободное гнездо 16 магазина 17 до контакта захвата 15 с постоянным магнитом 21. В полость Е пневмоцилиндра 22 подается сжатый воздух, выступ 31 планки 29, расположенный с противоположной стороны гнезда 16, давит на стержень 10 и разъединяет ушки 19 захвата 15 с выступами 7 скобы 5. Фиксатор 11 при этом переходит из паза 14 в паз 13. Подача сжатого воздуха в полость Е пневмоцилиндра 22 прекращается и выступ 31 планки 29 освобождает стержень 10. Рука 2 манипулятора поднимается и пальцы 3 и 4 выходят из захвата 15. Происходит расстыковка захвата 15 с рукой 2 манипулятора.

Предложенное устройство для автоматической смены захватов позволяет повысить производительность, так как масса руки, в которой отсутствует привод поворота скобы, невелика и это позволяет развивать большие скорости и ускорения при перемещении руки. Отсутствие промежуточного стыковочного блока повышает точность позиционирования захвата.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматической смены захватов, содержащее магазин с гнездами для захватов, установленный на руке манипулятора стыковочный фланец с пальцами для позиционирования захвата и подпружиненным фиксатором, средство для крепления захвата на руке манипулятора, включающее элементы с наклонными поверхностями, размещенные с возможностью взаимодействия с соединительными элементами сменных захватов, и привод средства для крепления захвата, отличающееся тем, что привод средства для крепления захвата расположен в магазине, а средство для крепления захвата выполнено в виде скобы, подпружиненной в осевом направлении к стыковочному фланцу и установленной соосно с последним на руке манипулятора, при этом скоба снабжена стержнем для взаимодействия с приводом ее поворота, а на стыковочном фланце выполнены пазы, причем упомянутый подпружиненный фиксатор размещен в стержне с возможностью поочередного взаимодействия с пазами на стыковочном фланце.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что привод поворота скобы выполнен в виде пневмоцилиндра с подпружиненным с двух сторон поршнем, штифта и планки с выступами, при этом штифт закреплен на поршне с возможностью взаимодействия с планкой, а последняя установлена на корпусе пневмоцилиндра в дополнительно выполненных направляющих с возможностью относительного перемещения и взаимодействия своими выступами со стержнем на скобе.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что гнезда в магазине размещены между выступами планки, количество которых на один больше, чем количество гнезд в магазине.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6