МАНИПУЛЯТОР Российский патент 1994 года по МПК B25J9/00 

Изобретение относится к станкостроению, в частности к устройствам автоматической смены инструмента.

Целью изобретения является обеспечение плавности останова механической руки при повороте.

На фиг. 1 показано устройство, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 - промежуточные положения упора; на фиг. 5 и 6 - конечные положения упора; на фиг. 7 - фрагмент узла I на фиг. 1.

Устройство состоит из корпуса 1, в котором встроен основной силовой цилиндр 2. Цилиндр 2 содержит кронштейн 3. В пазах на кронштейне 3 и шарнирно на ползуне 4 при помощи оси 5 установлен упор 6, который возвращается в исходное положение пружиной 7. В цилиндре 2 находится поршень 8, жестко связанный посредством штока 9 с ползуном 4. Поршень 8 подпружинен пружиной 10 к кронштейну 3. Усилие пружины 10 регулируется винтом 11. Вращение упора 6 ограничивается винтами 12 и 13 соответственно. С упором 6 могут последовательно взаимодействовать ролики 14 и 15, закрепленные например, на механической руке 16 автооператора со смещением на расстояние "а" от оси руки 16, для снятия упором 6 устойчивого конечного положения. Этому взаимодействию не должно препятствовать максимальное перемещение "b" поршня 8 (b≥ r_макс - r_мин). На механической руке 16 в захватах закрепляют пару инструментов с массой m₁ и m₂. Возможны m₁ = m₂ или m₁ ≈ m₂ и m₁≠ m₂ (m₁ < m₂; m₁ > m₂). Разность масс m₁ и m₂, т.е. неуравновешенность захватов механической руки 16 приводит ее к нестабильной работе и значительным перегрузкам при переходных процессах (разгон-торможение). Механическая рука 16 установлена на валу 17 и приводится в движение от плунжера 18 дополнительного силового цилиндра 19 при помощи зубчато-реечной передачи. Зубчато-реечная передача включает рейку 20, выполненную в штоке плунжера 18, и зубчатое колесо 21, жестко посаженное при помощи шпонки на валу 17. Управляет работой устройства распределитель 22. Регулировка потока рабочей среды на сливных магистралях осуществляется дросселями 23 и 24. Установившаяся скорость ω_у вращения вала 17 настраивается дросселем 23, а конечная скорость ω_к - дросселем 24. Для плавного изменения скорости ω _у до ω _к в цилиндре 2 в месте подключения дросселя 23 имеется отверстие 25 (фиг. 7), которое с поршнем 8 образуют переменный дроссель при движении поршня 8. Для надежного захода роликов 14 и 15 в гнезда упора 6 между роликами и выступами гнезд имеется зазор δ . При касании роликами 14 и 15 упора 6 между роликами и гнездами образуется зазор Δ .

Принцип работы устройства заключается в создании в полости 2 противодавления, пропорционального инерционной силе Р, возникающей при вращении механической руки 16 с инструментами массой m₁ и m₂ (фиг. 1). Сила Р зависит от неуравновешенности руки 16 в момент подхода ее к конечному положению. В связи с этим изменяется давление в полостях цилиндра 2 и 19. При подходе руки 16 к конечному положению ролик 14 или 15 начинает взаимодействовать с выступом упора 6 (когда между осью упора 6 и осью 5 ролика 14 образуется угол α) и тот поворачивается вокруг оси 5. После выборки зазора Δ упор 6 начинает одновременно отходить от ролика 14 (15) на расстояние (r_макс - r_мин). Поршень 8 по мере его перемещения перекрывает отверстие 25. Таким образом давление в полостях цилиндров 2 и 19 возрастает. Это означает, что скорость ω_у падает до ω _к, а расстояние между центрами оси 5 и ролика 14 (15) изменяется от r_макс до r_мин. После поворота упора 6 на угол α₁, т.е. когда r_макс - r_мин = 0, давление в цилиндре 2 начинает резко падать, так как поршень под действием пружины 10 перемещается вправо (фиг. 1). Этим самым рука 16 надежно доходит до конечного положения, а упор 6 останавливается на упоре 12 (13).

Предлагаемое устройство может работать в широком диапазоне нагрузок и скоростей и может иметь вследствие этого широкую область применения.

Использование: в станкостроении. Механическая рука имеет ролики, взаимодействующие последовательно с упором, кинематически связанный с поршнем дополнительного силового цилиндра, который перекрывает отверстие дросселя в зависимости от положения механической руки. Цилиндр, где перемещается поршень, гидравлически связан с основным силовым цилиндром поворота механической руки. 7 ил.

МАНИПУЛЯТОР преимущественно для автоматической смены инструмента, содержащий механическую руку, закрепленные на ней два ролика, привод поворота руки, выполненный в виде основного силового цилиндра и зубчато-реечной передачи, а также расположенный на оси упор, предназначенный для поочередного взаимодействия с одним из роликов, кронштейн с ограничительными винтами для упора и дроссель, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным силовым цилиндром, имеющим подпружиненный поршень и жестко связанный с ним ползун, а в кронштейне выполнены пазы, причем упор шарнирно посредством оси связан с ползуном дополнительного силового цилиндра, ось установлена в пазах кронштейна, а поршень этого силового цилиндра имеет возможность взаимодействия с отверстием дросселя.