Промышленный робот

 

Союз Советских

Социалистических

Республик ии738864

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

:"".нм 364ил (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (5! )М. Кл.

{22) Заявлено 20.12.77 (21) 2559875/25-08 В 25 J 9/00 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет— до делам изобретений и открытий

Опубликовано 05.06.80. Бюллетень № 21

1 (53) УДК 62 — 229..6 (088.8) Дата опубликования описания 05.06.80

Л. Т. Злобин, В. П. Кипаренко, Г. A. Токмина, .И. А. Фарушев и 3. Н. Шаляпина (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) ПРОМЫШЛЕННЫЙ РОБОТ

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к промышленным роботам для загрузки деталями кассет и поддонс»в, установленных на конвейере.

Известен промышленный робот, содержащий манипулятор с механической рукой, установленный на столе, выполненном в виде двух, размещенных одна на другой, платформ с приводами их перемещения 111.

Недостатком известного робота является невозможность выполнения таких технологических операций, как съем деталей с непрерывно движущегося конвейера и укладка их в кассету. Кроме того, робот. имеет сложную конструкцию и увеличенные габариты.

Цель изобретения — устранение указанных недостатков.

Цель достигается тем, что робот снабжен золотником и механизмом шагового перемеще- 2,» ния, содержащим корпус с направляющими, каретку, смонтированное в корпусе с возможностью поворота водило, в котором установлены подпружиненные пальцы, ударное устройство с соосными пальцам подпружиненными сердечниками и фиксатор, на платформах попарно закреплены штоки силовых цилиндров, корпу са которых жестко связаны между собой и с корпусом золотника, шток последнего связан с кареткой механизма шагового перемещения, верхняя. платформа неподвижно закреплена на корпусах силовых цилиндров нижней платформы, манипулятор — на корпусах силовых цилиндров верхней платформы, кроме того на ка< ретке выполнены пазы, шаг которых соответствует шагу расположения пальцев.

На фиг. 1 изображен промышленный робот, общий вид; на фиг. 2 — сечение А-А ха фиг. 1; на фиг. 3 — схема управляющего эолотника; на фиг, 4 — показан механизм шагового перемещения со снятой крышкой; на фиг. 5 — сечение Б-Б на фиг, 4; на фиг. 6 — вид В на фиг. 4; на фиг. 7 — схема работы ма ипулятора при загрузке технологической кассеты деталями.

Промышленный робот имеет манипулятор 1. с механической рукой 2, обеспечивающей в представленном варианте четыре степени свобо3 73886 дь1 (обозначены стрелкой) и оснащенной схва том 3 для удержания укладьтваемой детали 4, укреплен своим основанием на столе 5.

Стол состоит из двух платформ, каждая из которых представляет собой (фиг. 2) основание 6 с укрепленными на нем в кронштейнах 7 двумя параллельными штоками 8 силовьгх цилиндров например гидроцилиндров, по

1соторым могут перемещаться жестко связанные между собой и с корпусом золотника 9 два 1о корпуса 10 этих силовых цилиндров. На фиг, 2 корпус 10 изображен в крайнем нижнем положении.

Подачей рабочего движения в полости 11 и

12 гидроцилиндра управляет золотник 9, шток

13 которого связан с кареткой 14 (фиг. 4.и 5) механизма 15 шагового перемещения, неподвижно укрепленного на основании 6 платформы.

Рабочее давление жидкости гидроцилиндра

Р (фиг. 3) от насосной станции (не показа- gp . ра6 на) подводится к золотнику 9 и в зависимости от положения штока 13 попадает либо в полость

16, либо в полость 17, либо обе полости будут закрыты для рабочего давления — такое положение является исходным. Из полости 16 рабочее 25 давление по каналам 18 обоих корпусов 10 гидроцилиндров передается в полость 11, полости 12 обоих гидроцилиндров будут через верхнее отверстие 19 соединены с магистралью слива.

Обе платформы стола 5 связаны между собой 30

Верхняя платформа своим основанием 6 (фиг.1) крепится к корпусам 10 (фиг. 2) гидроцилиндрон нижней платформы с помощью болтов 21 и имеет воэможность перемещеиия в горизонтальной плоскости на величину хода корпусов 10. 35

Верхняя платформа ориентирована относительно нижней таким образом, что корпуса 10 гидро цилиндров имеют возможность перемещейия в горизонтальной плоскости в направлении, перпендикулярном движению корпусов 10 4 (фиг. 1) нижней.:платформы. Полотно стола 5 (фиг. 1), закрепленное на корпусе 10 цилиндров верхней платформы с помощью болтов 21, имеет таким образом две степени свободы в горизонтальной плоскости. Одновременно две 45 дополнительных . степени свободы приобретает и связанный со столом 5 манипулятор 1..

Перемещением стола 5 по каждой координате в соответствии с необходимой программой управляют механизмы 15 шагового перемещения. Конструкция этого механизма представлена на фиг. 4, 5 и 6.

Элементом, который перемещается по заданному закону, является каретка 14, с которой связан шток 13 золотника 9. Каретка 14 перемещается по направляющим 22, неподвижно закрепленным в корпусе 23 механизма шагового перемещения 15. В исходном положении, 4 4 изображенном на фиг. 4, каретка 14 под действием пружин 24, охватывающих ролики 25, прижата к упорам 26 и воздействует на конечный выключатель 27, сигнализирутощий об исходном положении каретки 14. В каретке 14 в направлении, перпендикулярном направляющим

22, выполнены пазы 28 с шагом, соответству-. ющим шагу между рядами отверстий в заполняемой кассете и шагу расположения пальцев

29, Последние расположены напротив пазов 28 каретки 14 и свободно сидят в расточках водила 30. В исходном положении пальцы 29 пружинами 31 поджаты к штифтам 32, запрессованййм в водило 30 и проходящим через пазы 33 пальцев 29. В этом положении левые торцы пальцев 29 (фиг. 5) образуют зазор порядка 1 мм с обращенной к ним плоскостью каретки 14, На каждом пальце 29 имеются две проточки 34 и 35, в которые в зависимости от их положения западает рычаг 36 защелки 37 (фиг. 6). Защелка имеет воэможность поворота вокруг оси 38, запрессованной в водило 30. Плоская пружина 39, одним концом соединяемая е водилом 30, другим концом упирается в защелку 37, поджимая ее к пальцам 29. В исходном положении рычаг 36 защелки 37 входит в проточки 34 пальцев 29 и в проточку 40 пальца 41 сброса на нуль.

Палец 41 также сидит в проточке водила 30, имеет диаметр больший, чем диаметры пальцев 29, и за счет пружины 42 поджат к штифту 32, запрессованному в водило 30 и подходящему через паз 43 пальца 41.

В исходном положении, напротив правого торца каждого пальца 29 и пальца 41 расположены оси 44 ударного механизма 45. Электромагниты крепятся к корпусу 23 механизма шагового перемещения 15. При отключенных электромагнитах их сердечники под действием пружин 46 отжаты вправо и между их торцами и торцами пальцев 29 и 41 имеется зазор S порядка

1 мм.

Водило .30 с размещенными в нем пальцами 29 и 41 и защелкой 37 имеет воэможность кругового вращения вокруг оси 47, запрессованной в водило 30 и связанной с корпусом 23 через подшипники 48. Ocr 47 через муфту 49 сцеплена с приводом 50. Кроме изображенного на чертежах, в состав промышленного -обота входят пульт управления, программное устройство и блок питания.

Промышленный робот работает следующим образом.

При работе его по укладке деталей в тех- . нологические кассеты деталь 4 (фиг. 7) подается в зону перегрузки непрерывно движущимся конвейером 51. Рука 2 по сигналу датчиков (на чертеже не показаны) с помощью схвата 3 берет деталь 4 с конвейера 51 в on5 7388 ределенной .точке пространства, вьптолняет с. ней все необходимые манипуляции (подъем илн опускание детали, переворот или разворот ее на определенный угол и т.д.), переносит ее; поворачиваясь вокруг вертикальной оси, в. на- 5 правлении, указанном стрелкой, в точку пересечения нижнего горизонтального ряда с правым вертикальным рядом отверстий 52 технологической кассеты 53, установленной на конвейере 54. Очутившись над отверстием с указанными координатами, схват освобождает деталь, которая попадает в отверстие кассеты 53, Рука возвращается в исходное положение для приема новой детали 4.

-.--В дальнейшем манипулятор 1 продолжает выполнять перечисленные операции, а приведение схвата 3 в точку с заданными координатами над соответствующим отверстием 52 технологической кассеты 53 осуществляет стол 5.

Если надо положить деталь во второе от 26 низу отверстие правого ряда кассеты 53, то манипулятор 1, как обычно, зажимает в схвате 3 деталь 4 и начинает движение для разворота руки 2, т.е. перемещая деталь 4 в точку с прежними координатами: нижний правый ряд. >5

Одновременно с зажимом детали 4 дается сигнал запуска стола, по этому сигналу срабатывает электромагнит ударного механизма 45, например, верхней платформы стола 5, ближайший к оси 47 вращения водила 30. При этом его сердечник ударяет по торцу находящегося напро-, тив него пальца 29. Палец 29, приходя в движение, имеющейся на нем конической частью (фаской) отжимает рычаг 36 защелки 37 и движется до тех пор, пока это ему позволяет паз 33. 35

Одновременно. рычаг 36 защелки 37 западает в проточку 35, фиксируя выдвинутое положение пальца после прекращения удара, т.е. после отключения электромагнита А сердечник пружиной 46 возвращается в исходное, крайнее правое положение. Одновременно с ударом включается привод 50, поворачивающий водило 30 вокруг оси 47. Так как палец 29 вошел в зацепление с кареткой 14, то последняя тоже перемещается по направляющим 22.

В таком положении привод 50 осуществляет остановку водила 30, следовательно, всего манипулятора на период времени, необходимый для раскрытия схвата 3.

После выдержки привод 50 снова вращает водило 30 вокруг оси 47, завершая полный оборот. Каретка 14 нод действием пружин 24 с заданной скоростью возвращается к упорам 26, достигнув которых замыкаег конечный выключатель 27, что приводит к остандвке привода.

Одновременно срабатывает ударный механизм 45 (электромагнит), расположенный против пальца 41 сброса на нуль. Его ось 44, ударяя по торцу пальца 41, приводит палец в движение.

Ось 44 своей конической частью (фиг. 6) отжимает рычаг Зб защелки 37 и так как ее диаметр больше диаметра пальцев 29, выдвинутый палец 29, освобождаясь от фиксации, под действием пружины .31 возвращается вправо в исходное положение. Каретка 14 снова расцеплена с водилом 30. Палец 41 действием пружины 42 возвращается в исходное положение после отключения воздействующего на него электромагнита.

Манипулятор 1, следя за перемещением каретки 14 механизма 15 шагового перемещения, также возвращается в исходное положение (назад), одновременно поворачивая руку 2 для приема новой детали 4 с конвейера 51.

После приема новой детали 4, которую робот должен положить в следующее отверстие правого ряда кассеты, сигнал запуска включает электромагнит, приводящий к сцеплению с кареткой пальца 29, расположенного на заданном расстоянии от предыдущего пальца и цикл повторяется снова. Подобным образом работает робот прн заполнении правого ряда отверспй технологической кассеты 53. После заполнения правого ряда в рабогу включается нижняя платформа стола 5, перемещая манипулятор на шаг для заполнении нижнего отверстия среднего ряда. Для заполнения второго отверстия среднего ряда в работу вклю. чаются обе платформы стола 5, выводя схват

3 с деталью 4 в точку с заданными координатами.

В предлагаемой конструкции расстояние между осевой линией оси вращения 38 и осью ближайшего к ней пальца 29 равно половине шага между горизонтальными рядами отверстий 5в

52 технологической кассеты 53. Поэтому при повороте водила 30 на 180 каретка 14 переместится на максимальную величину, равную шагу между отверстиями кассеты 53.

Каретка 14, перемещаясь; двигает шток 13 золотника 9, который, перемещаясь в данном случае вверх (фиг. 3), открывает для рабочего давления полость 16. Из этой полости рабочая жидкость передается по каналам 18 в

64 6 полости 11 (фнг. 2) гидроцилнндров. Одновременно полости 12 сообщаются через каналы 20 с магистралью слива 19. Корпуса 10 под действием давления движутся вверх, перемещая манипулятор 1 и корпус золотника 9 и стремясь занять положение, когда шток 13 перекроет доступ рабочему давлению жидкости и полости 16 н 17. Манипулятор 1 движется, .ледя за положением штока 13. После того, как машшулятор 1 переместится на величину шага, деталь 4 оказывается над вторым отверстием правого ряда кассеты 53.

738864

В процессе заполнения кассеты манипулятор 1 отрабатывает постоянно одну программу." . снимает деталь 4 с конвейера 51, манипули— рует с ней и, поворачивая руку все время на один угол, как бы стремится вывестн схват в точку с координатой — пересечение нижнего ряда отверстий с правым рядом отверстий технологической кассеты 53.

После заполнения кассета перемещается конвейером для дальнейшей доработки деталей 4, на ее место поступает новая кассета. ч ормула изобретения

1.Промышленный ротор, содержащий манипулятор с механической рукой, установленный на столе, выполненном в виде двух, размещенных одна на другой, платформ с приводами их перемещения, например, .силовыми цилиндрами, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, уменьшения габаритов ч расширения функциональных возможноПей, он снабжен золотником и механизмом шагового перемещения, содержащим корпус с направляющими,. каретку, смонтированное в корпусе с возможностью поворота водило, в котором установлены подпружиненные пальцы, ударное устройство с соосными пальцам подпружиненными осями и фиксатор, на платформе попарно закреплены штоки силовых цилиндров, корпуса которых жестко связаны между собой и с корпусом золотника, а шток последнего связан с кареткой механизма шагового перемещения.

2. Робот по п, 1, о т л и ч а ю щ. и йс я тем, что верхняя платформа неподвижно закреплена на корпусах силовых цилиндров нижней платформы, а манипулятор — на корпусах силовых цилиндроц верхней платформы.

3, Робот по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что на каретке механизма шагового перемещения выполнены пазы, шаг которых соответствует шагу расположения пальцев.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Развитие робототехники за рубежом.

Обзор С-1, НИИМАШ > M., 1976, с. 19-22.