Манипулятор

 

ОП - НИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ,111 538957

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 13.01.76 (21) 2315458/11 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.12.76. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 17.12.76 (51) М. Кл.а В 65G 57/24

В 25J 5/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР (;3) УДК 621,869(088.8) па делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Г. Н. Завгородний, И. В. Коновал, Н. И. Левченко, А. М. Романенко, li. Г. Свищев, А. А, Сокологорский и А, А. Трошкин

Северодонецкий филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения (71) Заявитель (54) МАНИПУЛЯТОР

Изобретение относится к области пакетирования и штабелирования грузов для пакетных перевозок, точнее к технике автоматической укладки на стандартные поддоны штучных грузов, преимущественно мешков, заполненных сыпучими продуктами.

Для укладки мешков на поддоны в СССР и за рубежом создан целый ряд пакетоформирующих машин, которые при помощи различных механизмов подачи и ориентации укладывают мешки на поддоны в многослойные пакеты с различной перевязкой (1).

Пакетоформирующие машины обладают следующими недостатками: громоздкость и наличие больших ударных нагрузок на мешок.

B ряде случаев это приводит к разрыву мешков в процессе штабелирования, Известен принципиально новый класс машин — манипуляторов, применяемых для выполнения самых различных технологических, транспортных, а также упаковочных операций, в частности, операции штабелирования. Манипулятор не имеет недостатков, присущих пакетоформирующим машинам, но система его управления сложнее. Одной из причин этого является применение шагового электродвигателя (2). В случае использования манипулятора как штабелеукладчика применение шагового электродвигателя экономически неоправдано, так как высокая точность исполнения команд не требуется.

Наиболее близким прототипом является манипулятор, содержащий корпус с верти5 кальной осью, на которой подвижно закреплены две руки, связанные с механизмами их поворота и несущие исполнительные органы, связанные с механизмами их вертикального перемещения (3). Однако этот манипулятор

1п не может работать в режиме штабелеукладчика.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей манипулятора, укладка и разборка штабелей грузов, например, меш15 ков, на поддон и с поддона. Эта цель достигается тем, что исполнительный орган первой руки содержит рамку с механизмом захвата поддонов, имеющим поджимные губки, а исполнительный орган второй руки содержит

20 поворотную в горизонтальной плоскости рамку с механизмом захвата грузов, также имеющим поджимные губки, причем механизм вертикального перемещения исполнительного органа второй руки связан с ней посредством

25 тележки, подвижно установленной в смонтированных на руке продольных направляющих, при этом механизмы поворота рук, механизмы захвата и механизмы вертикального перемещения исполнительных органов содержат си538957 ловые шаговые цилиндры для фиксации положений исполнительных органов.

В манипуляторе каждый силовой шаговый цилиндр целесообразно выполнить из телескопически сочлененных секций, в которых шток предыдущей является цилиндром последующей, при этом каждая секция имеет двойные стенки, полость между которыми является рабочей полостью цилиндра и служит для автономной работы цилиндра и управления им.

В манипуляторе с целью повышения плотности уложенного на поддон штабеля мешков на рамке правой руки может быть смонтирована виброплита с вибратором.

На фиг. 1 изображено предложенное устройство; на фиг. 2 — устройство, вид в плане; на фиг. 3 — шаговый пневмоцилиндр в разрезе.

Предлагаемый манипулятор содержит (фиг. 1) две руки 1 и 2, установленные с возможностью независимого поворота вокруг реечного колеса 3, жестко закрепленного на неподвижной оси 4, расположенной в верхней части стойки — шкафа 5. Руки снабжены механизмами их поворота, в состав которых входят рейки 6 и 7 и шаговые пневмоцилиндры 8 и 9. Обе руки снабжены исполнительными органами. Исполнительный орган руки 1 состоит из рамки 10, на которой подвешена виброплита 11 с приводом от вибратора 12, и механизма захвата поддона, имеющего подвижные губки 13 с приводом от пневмоцилиндра 14, закрепленные на рамке 10, Исполнительный орган руки 2 состоит из рамки 15, на которой в нижней части закреплены механизм захвата мешков, имеющий подвижные губки 16 с приводом от шагового пневмоцилиндра 17, а в верхней части — механизм поворота рамки

15 вокруг вертикальной оси, состоящий из обода 18, жестко связанного с рамкой 15, снабженного круговой направляющей канавкой для конических роликов 19, жестко закрепленных на диске 20. Привод механизма поворота содержит реечное колесо 21, закрепленное на диске 20, рейку 22 и пневмоцилиндр

23, закрепленные на рамке 15. Таким образом, исполнительный орган руки 2 подвешен к диску 20 на четырех роликах 19 с возможностью поворота вокруг вертикальной оси рамки 15.

Исполнительный орган руки 1 подвешен к руке с помощью механизма вертикального перемещения, выполненного в виде пантографа

24. Привод последнего производится от шагового пневмоцилиндра 25 через реечную пару

26 и две червячные пары 27 с валами 28.

Исполнительный орган руки 2 подвешен к руке с помощью пантографа 29. Привод последнего производится от шагового пневмоцилиндра 30 через реечную пару 31 и две червячные пары 32 с валами 33, сидящими на направляющих 34.

Механизм пантографа руки 2 вместе с приводом связаны с кареткой 35, могущей совершать возвратно-поступательное движение по четырем направляющим 34 вдоль руки с помощью пнегмоцилиндра 36.

Манипулятор с помощью рук 1 и 2 обслуживает транспортеры 37 и 38 (фиг. 1 и

5 фиг. 2), приемник 39 мешков и накопитель 40 поддонов.

Приводы механизмов поворота рук, механизмов вертикальных перемещений и механизма захвата мешков снабжены щаговыми

1р пневмоцилиндрами, обеспечивающими перемещение исполнительных органов манипулятора из одного фиксированного положения в другое.

На фиг. 3 схематически показана часть ша15 гового пневмоцилиндра в разрезе, представляющего собой совокупность телескопически собранных цилиндров 41, 42, 43, 44, в которых шток предыдущего является цилиндром последующего, и обладающего возможностью автономной работы и управления каждым из составляющих. Стрелками обозначены направления движения воздуха в полостях цилиндров в исходном положении, Шаг переме-. щения равен для механизма вертикального

25 перемещения захватов рук толщине мешка, а число шагов — числу слоев в штабеле.

Работает манипулятор следующим образом.

Рука 1 выполняет следующие операции (фиг. 1 и 2), 1. Схват поддона губками 13 в накопителе

40 поддонов, подъем поддона на соответствующее число шагов по вертикали (шаг равен высоте поддона, а также толщине мешка), поворот руки 90, опускание (подъем) под35 дона на транспортер 37 (38), освобождение поддона губками 13, возврат руки в исходное положение.

2. Подъем и поворот руки 1 на 90 в положение над штабелем мешков на транспортере

4р 37 (38). Опускание виброплиты 11 на штабель мешков. Включение вибратора 12 — выравниь;шие слоя мешков в штабеле. Выключение вибратора 12, подъем виброплиты 11, возврат руки 1 в исходное положение.

45 Рука 2 выполняет следующие операции (фиг. 1 и 2).

1. Схват мешка губками 16 в приемнике 39 мешков, подъем мешка на соответствующее число шагов по вертикали (шаг равен толщи5р не мешка), поворот руки на 90, перемещение мешка губками 16 в одно из крайних положений относительно середины между пневмоцилнндрами 17, опускание мешка на поддон транспортера 37 (38), освобождение мешка губками 16, возврат руки в исходное положение.

2. Операция 1 с перемещением каретки 35

«-олb руки в противоположное крайнее положение.

6р 3. Операция 1 с поворотом рамки 15 вокруг вертикальной оси на 90 .

4. Операция 1 с поворотом рамки 15 вокруг вертикальной оси на 90 и перемещением каретки 35 вдоль руки в противоположное край65 нее положение.

538957

Всего обе руки выполняют по 6 типов операций на каждый транспортер. Очередность и частота этих операций обеспечивается заданной программой. После того, как штабель на поддоне готов, последний отводится из рабочей зоны транспортерами 37 и 38, затем цикл повторяется.

Предлагаемое устройство имеет по сравнению с пакетоформирующей машиной следующие п реимущества: небольшие габариты и вес; занимаемая площадь ориентировочно меньше в полтора-два раза, а вес в пять раз; отсутствие ударных нагрузок на мешок.

Последнее обстоятельство позволяет получить производительность штабелирования выше, чем в пакетоформирующей машине.

Предложенный манипулятор-штабелеукладчик по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества: упрощение системы управления вертикальным перемещением путем замены шагового электродвигателя, применяемого обычно в подобных устройствах, шаговым пневмоцилиндром, шаг перемещения захвата при котором равен толщине мешка, а количество шагов пневмоцилиндра равно числу слоев в штабеле, при этом уменьшается количество команд, так как изменение скорости подъема (опускания) по мере изменения высоты штабеля обеспечивается самой конструкцией шагового пневмоцилиндра, в котором время подъема (опускания) захвата руки не зависит от высоты штабеля и равно времени подъема (опускания) на один шаг. Размещение шагового пневмоцилиндра в корпусе руки при этом облегчает (по весу) захваты рук, что приводит к уменьшению затрат энергии на перемещение последних; упрощение конструкции путем обеспечения с помощью щаговых пневмоцилиндров возможности фиксации мешка в трех позициях, учитывая и схват мешка, без дополнительного механизма; упрощение конструкции путем обеспечения с помощью шагового пневмоцилиндра возможности остановки каждой руки в трех позициях без дополнительных механизмов; повышение прочности штабеля мешков на поддоне путем виброуплотнения каждого слоя мешков с помощью виброплиты,,совмещенной с механизмом захвата поддонов.

Формула изобретения

1. Манипулятор, содержащий корпус с вертикальной осью, на которой подвижно закреп5 лены две руки, связанные с механизмами их поворота и несущие исполнительные органы, связанные с механизмами их вертикального перемещения, отл ич а ющийся тем, что, с целью расширения технологических возмож1о ностей и укладки и разборки штабелей грузов, например, мешков на поддон и с поддона, исполнительный орган первой руки содержит рамку с механизмом захвата поддонов, имеющим поджимные губки, а исполнитель15 ный орган второй руки содержит поворотную в горизонтальной плоскости рамку с механизмом захвата груза, также имеющим поджимные губки, причем механизм вертикального перемещения исполнительного органа второй

20 руки связан с ней посредством тележки, подвижно установленной в смонтированных на руке продольных направляющих, при этом механизмы поворота рук, механизмы захвата и механизмы вертикального перемещения ис25 полнительных органов содержат силовые шаговые цилиндры для фиксации положений исполнительных органов.

2. Манипулятор по п. 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что каждый силовой цилиндр выполнен из телескопически сочлененных секций, в которых шток предыдущей является цилиндром последующей, при этом каждая секция имеет двойные стенки, полость между которыми является рабочей полостью цилиндра и служит для автономной работы цилиндра и управления им.

3. Манипулятор по пп. 1 и 2, отлич аюшийся тем, что, с целью повышения плотности уложенного на поддоне штабеля мешков, 4р на рамке первой руки смонтирована виброплита с вибратором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. «Пакетоформируюшие машины», Ин4 формтяжмаш 6 — 68 — 43, М., 1968.

2. Патент США № 3739923, М. Кл. В 25J

9/00, 1972.

3. Авт. св. № 453292, М. Кл. В 25J 5/02, 1972 (прототип).

538957 к Ю

Составитель М. Персова

Редактор С, Микулицкая Техред Н. Ханеева Корректоры: Т, Добровольская и И. Позняковская

Заказ 2769/15 Изд. № 1834 Тираж 963 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр, Сапунова, 2