Устройство управления промышленным роботом Советский патент 1984 года по МПК F15B21/02 

1 Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть применено для управления промьшшенными роботами с гид авлическим приводом. Известно устройство управления промышленным роботом с гидроцилиндрами дискретных смещений. Гидроцилиндры с qocтaвнь ми поршнями построе ны по принципу двоичного кода и при использовании в различных комбинациях П входных сигналов обеспечивают получение 2 -1 разных положений штока с постоянным интервалом дискретности, определяемым конструкцией составного поршня Л . Недостатками такого устройства управления промышленным роботом является низкая надежность работы из-за наличия большого количества уп равляющей электрической аппаратуры и малые функциональные возможности. Наиболее близким к предлагаемому является устройство управления промьш1ленным роботом, содержащее насос высокого давления, соединенный с полостью гидрокомпенсатора, исполнительные гидроцилиндры с гидрораспределителями, соединенными с выходом насоса высокого давления и через пер вый обратный клапан со штоковой полостью мерного гидроцилиндра, поршне вая полость которого соединена с гидроаккумулятором непосредственно, через второй обратньй клапан с гидро компенсатором, а через гидрораспреде литель, механически связанный с мерным гидроцилиндром, и последовательно с ним включенный гидрораспределитель, механически связанный со штангой привода программатора с полостями привода этого программатора, шток которого через зубчатую рейку и зубчатые колеса кинематичес. ки соединен с барабаном с Т-образными пазами, в которых закреплены постоянные магниты, а гидрораспределители исполнительных гидроцилиндров механически связаны с упорами, размещенн , ми на штоке привода программатора 2j

Недостатками известного устройст-.ва являются невозможность автоматической установки поршней исполнительных гидроцилиндров в любом заданном полофбнии и сложность смены программы.

Цель изобретении - расшинение функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем,

что устройство управления промьпиленсоосен штоку управляющего гидроцилиндра и с дополнительным гидрораспределителем, а на гидрораспределителях мерных гидроцилиндров установлены постоянные магниты, расположенные 3 непосредственной близости у барабана с Т-образными пазами,

J причем другой вход гидрораспределителя управляющего гидроцилиндра мехаПным роботом, содержащее ндсос высокого давления, соединенньй с полостью гидрокомпенсатора, исполнительные гидроцилиндры с гидрораспределителями, соединенньти с выходом насоса высокого давления и через первый обратный клапан - со штоковой полостью мерного гидроцилиндра, поршневая полость которого соединена с гидроаккумулятором непосредственно, через второй обратный клапан с гидрокомпенсатором, а через гидрораспределитель, механически связанный со штоком мерного гидроцилиндра, и последовательно с ним включенный гидрораспределитель, механически связанный со штангой привода программатора, - с полостями привода этого программатора, шток которого через зубчатую рейку и зубчатые колеса кинематически соединен с барабаном с Т-образными пазами, в которых закреплены постоянные магниты, а гидрораспределители исполнительных гидроцилиндров механически связаны с упорами, размещенными на штоке привода программатора, дополнительно содержит насос низкого давления, дополнительный гидрораспределитель, управляющий гидроцилиндр и гидроцилиндрыдозаторы с соответствующими гидрорас-:: пределителями, каждый из вновь введенных гидроцилиндров через свой гидрораспределитель соединен с выходом насоса низкого давления, вход которого соединен с гидрокомпенсатором, полости управляющего гидроцилиндра через свой гидрораспределитель соединены с гидрораспределителями гидроцилиндров-дозаторов и через дополнительный гидрораспределитель - со штоковой полостью мерного гидроцилиндра, шток управляющего гидроцилиндра снабжен микропереключателем, установлен соосно со штоком одного из исполнительных гидроцилиндров и электрически соединен с одним из входов гидрораспределителя управляющего гидроцилиндра, гидрораспределителем исполнительного гидроцилиндра, шток которого гпгчески связан с одним из упоров, ра мещенным иа штоке привода программатора. На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройстна. Устройство управления промышленным роботом содержит насос 1 низко давления и насос 2 высокого давления гидрораспределители 3-12, предохранительные 13 и 14 и обратные 15 и 1 клапаны, гидроцилиндры-дозаторы 17 и 18, исполнительные гидроцилиндры 19-21, мерный 22 и управляющий 23 гидроцилиндры, привод 24 про грамматора, гидроаккумулятор 25 и гидрокомпенсатор 26. Гидроцилиндры-дозаторы -1 7 и 18 имеют подпружиненные поршни 27 и 28 Они соединены гидролиниями с гидрораспределителями 3 и 7, на плунжерах которых закреплены постоянные магни ты 29 и 30. Гидрораспределители 3 и 7 подсоединены к напорной гидроли нии насоса 1 низкого давления. Слив жидкости из гидроцилиндров-дозаторов 17 и 18 и управляющего гидроцилиндра 23 может осуществляться через гидрораспределители 9 и 12 в гидрокомпенсатор 26. Мерньш гидроцилиндр 22 снабжен пружиной 31. Его штоковая полость соединена со сливными гидролиниями исполнительных гидроцилиндров 19, 20 и 21 через обратный клапан 16, а также с дополнительным гидрораспределителем 9. Поршневая полость мерного гидроцилиндра 22 соединена с гидроаккумулятором 25, гидрораспределителем 11 и обратным клапа ном 15, установленным в гидролинии, соединяющей поршневую полость мерно гидроцилиндра 22 с гидрокомпенсатором 26. Управляющий гидроцилиндр 23 имее два штока 32 и 33, пружину 34 и микропереключатель 35, закрепленный на штоке 32. Полости управляющего гидроцилиндра 23 через гидрораспред литель 5 соединены с гидрораспр делителями гидроцилиндров-дозаторов и с дополнительным гидрораспределителем 9. Привод 24 программатора включает поршень 36, шток 37 с упорами 38, барабаном 39 с Т-образными пазами для крепления в них постоянных магнитов.40.На штоке 37 закрегшен крон штейн 41 цпя переключения гидрораспределителя 10, которое осуществляется через пружины 42 и 43, упоры 44 и 45 и штангу 46. Пружины 42 и 43 обеспечивают полное и быстрое переключение гидрораспределителя 10 в крайних нижнем и верхнем положениях поршня 36. На штоке 37 закреплена также зубчатая рейка 47, которая сцеплена с зубчатыми колесами 48 и 49. Зубчатые колеса 48 и 49 имеют на торце зубья с односторонним скосом, которые взаимодействуют с зубьями полумуфт 52 и 53. Полумуфты 52 и 53 смонтированы на шпонках или шлицах и могут перемещаться по валам в осевом направлении. Пружинами 54 и 55 они поджимаются к зубчатым колесам 48 и 49. Торцовые зубья колес 48 и 49 имеют скосы разного направления. Поэтому барабан 39 с постоянными магнитами 40 от зубчатого колеса 48 поворачивается только при движении зубчатой рейки 47 со штоком 37 вверх. А при движениизубчатой рейки 47 со штоком 37 вниз вращение барабана 39 осуществляется от зубчатого колеса 49 с помощью вспомогательного вала 51 и зубчатых колес 56 и 57, жестко закрепленных на валах 50 и 51. Таким образом, вращение барабана 39 с постоянными магнитами 40 осуществляется всегда в одну и ту же сторону при возвратно-поступательном движении поршня 36. Гидрокомпенсатор 26 имеет поршень 58 и пружину 59. Управление гйдрораспределителями 4, 5, 6 и 8 осуществляется от упоров 38 привода программатора. Управление гидрораспределителями 3 и 7 гидроцилиндров-дозаторов осуществляет ся постоянными магнитами 40, а гидрораспределителей 11 и 12 - от штока мерного гидроцилиндра 22. Микропереключатель 35 установлен соосно со штоком исполнительного гидроцилиндра 1 9 и электрически соединен с одним из входов управляющего гидроцилиндра 23, гидрораспределителем исполнительного гидроцилиндра и с дополнительным гидрораспределителем 9. Устройство управления промышленным роботом работает следующим образом. Включается насос 1 низкого давления и насос 2 высокого давления. Через гидрораспределители 3, 7 и 5 жидкость от насоса 1 поступает в управляюпщй гидроцилиндр 23. Его поршень со штоками 32 и 33 вместе с микропереключателем 35 перемещаются вправ Из нерабочей полости управляющего гидроцилиндра 23 жидкость вытесняется через гидрораспре елители 5, 3 и в гидроцилиндры-дозаторы 17 и 18. Когда гидроцилиндры-дозаторы полностью, заполняются жидкостью поршень управляющего гидроцилиндра 23 со штоком 32 и 33 и микропереключателем 35 остановятся в заданном положении. Заполняются жидкостью гидроцилиндры-дозаторы, у которых включены их гидрораспределители. От насоса 2 высокого давления жидкость поступает через гидрораспр делитель 6 в исполнительный гидроцилиндр 20. Из его нерабочей полости жидкость через гидрораспределитель 6, обратный клапан 16 поступает в штоковую полость мерного. гидроцилиндра 22. Поршень мерного гидроцилиндра 22 перемещается, сжима пружину 31. Жидкость из поршневой полости мерного гидроцилиндра 22 вытесняется в гидроаккумулятор 25, так как гидрораспределитель 11 и обратный клапан 15 закрыты. При подходе поршня мерного гидроцилиндра 22 к крайнему нижнему положению включается гидрораспределитель 11 и жидкость из гидроаккумулятора 25 вытесняется в привод 24 программатора. В крайнем нижнем положении поршня мерного гидроцилиндра включается гидрораспределитель 12 и выключается гидрораспределитель 11. Поршень 3 со штоком 37, упорами 38 и зубчатой рейкой 47 перемещаются на заданное расстояние. Барабан 39 с постоянными магнитами 40 поворачивается на задан ный угол. Упорами 38 включается гидро распределитель 4 и выключается гидро распределитель 6 (в зависимости от заданной программы). Вступает в работу исполнительный гидроцилиндр 19. Его поршень со штоком, на котором могут быть закреплены захваты, инструменты и т.д., перемещается до тех пор, пока шток или другая какая-либо подвижная част не переключит микропереключатель 35. Срабатывает электромагнит гидрораспределителя 4 и его плунжер устанавливается в среднее положение. Для переключения гидрораспределителя 4 с помощью электромагнита при поджатом упором 38 плунжере применяют специальный стержень-кнопку с фиксатором и плоскую пружину с упором, т.е. переключение осуществляется упором через плоскую пружину. Включаются также электромагниты 1чздрораспределителей 5 и 9. Жидкость от насоса 1 низкого давления поступает через гидрораспределители 3, 5 и 7 в правую полость управляющего гидроцилиндра 23 и вытесняется из левой через гидрораспределители 5 и 9 в мерный гидроцилиндр 22. Из штоковой полости исполнительного гидроцилиндра 19 жидкость также поступает в мерный гидроцилиндр 22. Под действием пружин поршни 27 и 28 гидроцилиндров-дозаторов 17 и 18 вытесняют жидкость через гидрораспределители 3, 7 и 9 в мерный гидроцилиндр 22. Из мерного гидроцилиндра 22 жидкость уже описанным способом поступает в привод 24 программатора, который упором 38 переключает гидрораспределитель 4. Исполнительный гидроцилиндр 19 занимает исходное положение, вытесняя жидкость из нерабочей полости в мерный гидроцилиндр 22 и затем в привод 24 программатора. Упорами 38 включаются гидрораспределители 5 и 8. Срабатывают управляющий гидроцилиндр 23 и исполнительный гидроцилиндр 21 и т.д. В крайнем верхнем положении поршня 36 кронштейн 41 через пружину 43, упор 45 и штангу 46 переключает гидрораспределитель 10. Теперь жидкость от исполнительных гидроцилиндров, гидроцилиндров-дозаторов и управляющего гидроцилиндра поступает в штоковую полость привода 24 программатора и 36 перемещается вниз. В крайнем нижнем положении поршня 36 кронштейн 41 через пружину 42, упор 44 и штангу 46 переключает гидрораспределитель 10 в исходное положение. Упоры 44 и 45 могут по резьбе перемещаться по штанге 46, обеспечивая при необходимости различный ход поршня 36. Точность установки поршня исполнительного гидроцилиндра 19 зависит в основом от количества гидроцилиндров-дозаоров. Их число должно соответтвовать требуемой точности позици

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫМ РОБОТОМ, содержащее насос высокого давления, соединенный с шзлостью гидрокомпенсатора, исполнительные гидроцилиндры с гидрораспределителями, соединенными с выходом насоса высокого давления и через первый обратный клапан со штоковой полостью мерного гидроцилиндра, поршневая полость которого соединена с гидроаккумулятором непосредственно, через второй обратный клапан с гидрокомпенсатором, а через гидрораспределитель, механически связанный со штоком мерного гидроцилиндра, и последовательно с ним включенный гидрораспределитель, механически связанный со штангой привода программатора, с полостями привода этого программатора, шток которого через зубчатую рейку и зубчатые колеса кинематически соединен с барабаном с Т-образными пазами, в которых закреплены постоянные магниты, а гидрораспределители исполнительных гидроцилиндров механически связаны с упорами. размещенными на штоке привода программатора, отличающееся тем, что, с целью расширения функционгльных возможностей, оно содержит насос низкого давления, дополнительный гидрораспределитель, управляющий гидроцилиндр и гидрсгцилиндры-дозаторы с соответствующими гидрораспределителями, каждый из вновь введенных гидроцилиндров через свой гидрораспределитель соединен с выходом насоса низкого давления, вход которого соединен с гидрокомпенсатором, полости управляющего гидроцилиндра через стюй гидрораспределитель соединены с гидрорасЬределителями гидроцилиндров-дозаторов и через дополнительный гидрорас(Л пределитель - со штоковой полостью мерного гидроцилиндра, шток управляющего гидроцилиндра снабжен микропере-, ключателем, установлен соосно со штоком одного из исполнительных гидроцилиндров и электрически соединен с одним из входов гидрораспределителя упо авляющего гидроцилиндра, гидро4 распределителем исполнительного гидро : цилиндра, шток которого соосен штоку управляющего гидроцилиндра и с дополнительным гидрораспределителем, а на гидрораспределителях мерных гидроцилиндров установлены постоянные магниты, расположенные в непосредственной близости у барабана с Т-образными пазами, причем другой вход гидрораспределителя управляющего гидроцилиндра механически связан с одним из упоров, размещенным на штоке привода программатора.