Управляемая рука промышленного робота Советский патент 1984 года по МПК B25J15/00 

1 Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано робототехнике, как промьгашеиное манипулирующее устройство, работающее в сочетании со станками и устройствами различных типов для автоматического переноса изделий к этим станкам, устройствам и от них. Известна управляемая рука промыш ленного робота, предназначенная преимущественно для работы с металлорежущим станком, содержащая комплект из двух параллельно расположен ных схватов, причем каждый схват имеет пальцы 1J . Недостатком изйестного устройств .является низкая производительность, это связано с тем, что для точного и жесткого удержания заготовки зажимным приспособлением или кондуктором необходима очистка зажимного приспособления или кондуктора метал лорежущего станка, а также очистка детали и руки робота. По этой причи не обычные металлообрабатывающие станки снабжают,очистным приспособлением, в котором используется сжатый воздух или охлаждающая жидкость в качестве очищающего агента для удаления стружки и иных инородных материалов, приставших к зажимному приспособочению или кондуктору. При очистке рука робота должна быть отведена от зажимного приспособлени или кондуктора, поскольку очищающее приспособление вдувает очищающий агент в направлении зажимного приспособления или кондуктора так, чтобы стружка свободно вьщувалась из зажимного приспособления или кондуктора. В противном случае-вьщу тая стружка может пристать к руке робота. После осуществления очистки металлорежущего станка руку робота можно вновь подвести вплотную к зажимному приспособлению или кондукто Целью изобретения является повышение производительности - за счет совмещения операций удаления стружк или иных инородных материалов с деталей или патрона станка и захватывания деталей. Поставленная цель достигается тем, что в управляемой руке промьш- ленного робота, предназначенной пре имущественно для работы с металло60режущим станком, содержащей комплект из двух параллельно расположенных схватов, причем каждый схват имеет пальцы, каждый схват снабжен приспособлением для удаления стружки и иных инородных материалов, выполненным в виде трубопровода, источника сжатого текучего агента, электромагнитного клапана или клапанов и сопел, при этом сопла расположены попарно, одна пара - на корпусе одного схвата, а сопла другой пары расположены на боковой поверхности корпусов разных схватов и направлены в. одну сторону. 1а фиг. 1 представлено частичное перспективное изображение руки робота , снабженной приспособлением для удаления стружки, согласно данному изобретению; на фиг. 2 - схема пневматического контура приспособления для удаления стружки в том случае, когда в приспособлении для удаления стружки в качестве очищающего агента используют сжатый воздух на фиг. 3 - пример схемы управления действием приспособления для удаления стружки руки робота согласно данному изобретению, на фиг. 4 - схематическое изображение действия руки робота согласно данному изобретению. Рука 1 робота соединена с крейцкопфшлм пальцем 2 промышленного робота и снабжена двумя комплектами схватов 3 и 4, установленными рядом параллельно друг другу. Схват 3 содержит пальцевое устройство 5, включающее два пальца, подвижных друг к другу, и друг от друга, в направлении стрелки А. Схват 4 содержит( аналогичное пальцевое устройство 6. Схваты 3 и 4 сконструировань так, что каждый из схватов 3 и 4 может выполнять операцию схвата независимо от другого, з. Кроме того, поскольку оба схвата 3 и 4 расположены рядом один с другим, при необходимости ввода или вывода детали 7 из пальцев схвата 3 pyKagl робота вместе с крейцкопфным пальцем 2 робота перемещается в направлении, обозначенном стрелкой Б, тогда как при необходимости ввода или вывода детали 7 из пальцев схвата 4 рука 1 робота вместе с крейцкопфным пальцем 2 робота перемещаются в направлении, обозначенном стрелкой В. Схваты 3 и 4 могут одновременно поворачиваться около оси г в обоих направлениях относ тельно крейцкопфного пальца робота 2 Своим задним концом, оцпозитньм концу, соединенному с рукой 1 робота, крейцкопфный палец 2 соединен с рычагом робота (не показан). Кроме того, рычаг робота имеет возможность телескопического вьщвижения и втягивания в направлении, соответст .вующем. оси Г, так что оба схвата 3 и 4 также могут перемещаться вперед и назад в том же направлении, что и рычаг робота. Кроме того, рычаг робота сконструирован так, что он может не только поворачиваться около тела робота (не показан), но также двигаться вверх и вниз относительно тела робота. Пружины 8 обычного нажимного механизма установлены между обоими схватами 3 и 4. Оба схвата 3 и 4 руки 1 робота снабжены воздуш ными соплами 9-12, сжатый воздух в которые подается от источника сжатого текучего агента 13, например воздуха, через воздухопровод и дале проходит в трубопроводы 14, встроен ные в оба схвата 3 и 4. Сжатый возд эжектируемый из сопел 9-12, используется для удаления стружки. Положение эжектирующих сопел 9-12, кото рыми снабжена рука 1 робота, следуе должным образом выбрать с учетом действия обоих схватов 3 и 4, служа щих для закрепления и для снятия детали 7 с металлорежущего станка (не показан). Например, в некоторых случаях эжектирующими соплами 9-12 могут быть снабжены корпуса схватов , 3 и 4, а в других случаях соплами 9-12 могут быть снабжены пальцевые узлы 5 и 6, В варианте по фиг. 1 сопла 9-12 расположены на двух боко вых поверхностях корпусов обоих схватов 3 и 4, каждая из которых расположена под прямым углом к поверхности, перпендикулярной оси, параллельной показанной на фиг. 1 стрелке В. Оба эжектиругощих воздух сопла 9 и 10 расположены так, что как только деталь 7, удерживаемая зажимным приспособлением металлорежущего станка, удаляется из зажимно го приспособления срабатыванием схвата 3, зажимное приспособление очищается сжатым воздухом, эжектируемым из обоих воздушных сопел 9 и 10 схвата 3. С другой стороны, воздушные сопла 11 и 12 расположены так, что непосредственно перед закреплением в зажимном приспособлении металлорежущего станка посредством действия руки 1 робота детали 7, захваченной пальцевым узлом 6 схвата 4, зажимное приспособление очищается сжатым воздухом, эжектируемым из обоих сопел 11 и 12 схвата 4. Сжатый воздух, эжектируемый из пары сопел 9 и 10, а также другой сжатый воздух, эжектируемый из пары сопел 11 и 12, вьщувается наружу в общем боковом направлении относительно оси вращения Г руки 1 робота. Кроме того, обе пары сопел 9, 10 и 11, 12 соответственно расположены так, что соответственные потоки сжатого воздуха зжектируются таким образом, что полностью удаляют всю стружку и иной инородный материал, приставшие к поверхностям и углам зажимного приспособления металлорежущего станка, когда соответственные схваты 3 и 4 приведены в положение примыкания к зажимному приспособлению Из источ1«1ка сжатого воздуха 13 воздух может непрерывно подаваться к воздушным соплам 9-12 так, чтобы воздух для удаления стружки и инородных материалов всегда эжектировался из сопел 9-12 во время закрепления или снятия детали 7 с металлорежущего станка рукой 1 робота. Причем, предпочтительно использовать единый общий источник сжатого воздуха для подачи как-очищающего сжатого воздуха, так и сжатого воздуха для обеспечения действия пальцевых узлов 5 и 6, поскольку пальцевые узлы 5 и 6 обычно работают на сжатом воздухе. При использовании единого Ьбщего источника сжатого воздуха между источником сжатого воздуха 13 и воздушными соплами 9-12 устанавливают электромагнитный клапан или клапаны, регулирующие поток воздуха, обеспечивающие подачу сжатого воздуха от источника сжатого воздуха к соплам 9-12 только тогда, когда осуществляется операция очистки. На иг. 2 показан контур сжатого воздуха, в котором между источником сжатого воздуха 13 и обеими парами воздушных, сопел , 10 и 11, 12 установлены два электромагнитных клапана 15 и 16, регулирующие поток воздуха. Регулирующий поток клапан 15 используют для управления подачей сжатого воздуха из источника сжатого воздух 13 к соплам 9 и 10, тогда как регу- лирующий поток клапан 16 используют для управления подачей сжатого воздуха от источника сжатого воздуха 13 к соплам 11 и 12, причем оба рег лирующих поток клапана 15 и 16 показаны в положении, при котором сжа тый воздух от источника сжатого воз духа .13 не поступает ни в пару воздушных сопел 9 и 10, ни в пару воздзпоных сопел 11 и 12. Переключением отдельных регулирующих поток клапанов 15 и 16 можно управлять путем подачи электрических сигналов управ ления, например, .от контроллера робота. При необходимости можно испол зовать специальное управляющее приспособление для генерирования элек рических сигналов управления. На фиг. 3 показан случай, когда переключатель 17 электромагнитных клапанов 15 и 16, управляющих потоком воздуха, управляется контроллером робота. На фиг. 3 при переключателе 17, замкнутом по сигналу управления от контроллера робота, соленоид 18 электромагнитного клапана 15 регулирующего поток воздуха, переключен из его замкнутого положения в положение размыкания так, что сжатый воздух поступает от источника сжато го воздуха 13 и сопел 9 и 10 (фиг.2). Поэтому очищающий сжатый воздух эжектируется из сопел 9 и 10 Когда переключатель 19 замыкается по сигналу управления от контроллер робота, соленоид 20 электромагнитно го клапана 16, регулирующего поток воздуха, переключается из положения замыкания в положение разньшания. Имеется зажимное приспособление металлорежущего станка 21. На фиг. 4 показан пример последо вательно осуществляемых операций руки 1 робота, начиная со стадии извлечения обработанной заготовки, из зажимного приспособления металло обрабатьшающего станка до стадии закрепления необработанной заготовки в зажимном приспособлении. На фиг. 4 (Г) показана стадия, на которой схват 3 руки 1 робота на чинает вынимать обработанную деталь 7 из зажимного приспособления 21 металлорежущего станка. На этой стадии другой схват 4 захватывает другую необработанную деталь 7 и 06 воздушные сопла 9 и 10 готовы к эжектированию очищающего сжатого воздуха в направлении внутренней части зажимного приспособления 21. Стрелка на фиг. 4 (Г) показывает направление, в котором перемещается рука 1 робота для отделения обработанной детали 7 от зажимного приспособления 21. После отделения обработанной детали 7 рука 1 робота движется обратно в положение, показанное на фиг. 4 (П), котором рука 1 робота, принимающая обработанную деталь 7 в свой схват 3, готова для поворота около оси Г (фиг.1). В положении, показанном на фиг. 4 (И), когда сжатый воздух эжектируется из воздушных сопел 9 и 10 в направлении зажимного приспособления 21, вся стружка и инородные материалы, приставщие к внутренним поверхностям и углам зажимного приспособления 21 во время обработки детали 7, выдуваются сжатым воздухом. Поэтому зажимное приспособление 21 очищается и становится готовым для жесткого и точного удержания следующей необработанной детали 7, подлежащей обработке. После этого рука 1 робота поворачивается на 90° вплоть до положения руки 1 робота, показанного на фиг. 4 ( 111 ) . В положении по фиг. 4--{111) эжектирующие воздух сопла 11 и 12 готовы для эжектированиясжатого воздуха в направлении зажимного приспособления 21, т.е. вновь достигается очистка зажимного приспособления 21 очищающим сжатым воздухом, эжектируемым из воздушных сопел 11 и 12. После завершения операции очистки, осуществляемой рукой 1 робота последняя поворачивается еще на 90 вплоть до позиционирования схвата 4, захватывающего необработанную.деталь 7, против зажимного приспособления 21. Затем необработанная деталь 7 закрепляется в очищенном зажимном приспособлении 21 посредством действия руки 1 робота. На фиг.4 (IV) показаноесостояние, при котором закрепление необработанной детали 7 в зажимном приспособлении 21 завершено, и рука 1 робота отведена от за-жимного приспособления 21. Понятно, что на этой стадии, поскольку зажимное приспособление 21 полностью очищается непосредственно перед закреплением необработанной детали 7 в зажимном приспособлении, удержание или зажатие необработанной детали 7 зажимным приспособлением 21 может быть высоко точным, так как между необработанной деталью 7 и зажимным приспособлением 21 отсутствуют стру ка или иные инородные материалы. Соответственно, металлорежущий станок может точно выполнять обработку необработанной детали 7, Понятно, что если снабдить руку 1 робота отдельным приспособлением для очистки необработанной детали 7 можно обеспечить еще более высокую точность зажатия .необработанной детали 7. Согласно данному изобретению, поскольку управляемая рука промьшшенного робота снабжена приспособлением для удаления любой стружки, приставшей к зажимному приспособлению или к удерживающему заготовку кондуктору металлорежущего станка, сам по себе робот способен автоматически очищать зажимное приспособление или кондуктор для заготовки, без помощи обычного приспособления для удержания 0608 стружки, предусматриваемого для металлорежущих станков, В результате этого, во время операции по закреплению или снятию заготовки с металлорежущего станка, можно осуществлять операцию очистки с целью удаления стружки и инородных материалов без отведения руки робота на значительное расстояние от металлорежущего станка. Следовательно, можно сократить время операции закрепления заготовки на металлорежущем станке и снятия заготовки с металлорежущего станка в сравнении с обычным промышленным роботом. в описанном варианте сжатый воздух используют как агент для удаления стружки и иных инородных материалов. Однако может быть принят вариант, Б котором в качестве очищающего агента используется жидкий агент, например подаваемое под давлением обычное охлаждающее масло или же обычная подаваемая под давлением охлаждающая жидкость.

УПРАВЛЯЕМАЯ РУКА ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА, предназначенная преимущественно для работы с металлорежущим станком, содержащая комплект из двух параллельно расположенных схватов, причем каждьй схват имеет пальцы, отличающаяся тем, что, с целью повьшения производительности за счет совмещения операций удаления стружки или иных инородных материалов с деталей или патрона станка и схватывания деталей, казвдый схват снабжен приспособлением для удаления стружки и иЛгх инородных материалов, выполненным в виде трубопровода, источника сжатого текучего агента, электромагнитного клапана или клапанов и сопел, при этом сопла расположены nqnapHo, одна пара - на корпусе g одного схвата, а сопла другой пары расположены на боковой поверхности ел корпусов разных схватов и направлены в одну сторону. 00 о Oi

. И

п w

2f

Д

EZ

г

.

/и

Ut

t

Я

ЛГ

Т

1-A

IF 7

.J

jyz.