Захватное устройство Советский патент 1986 года по МПК B25J15/00 

J

Ю N3

О

00 00

Фиг. 7

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве захватного органа промышленных роботов и манипуляторов.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей захватного устройства путем обеспечения ориентации детали при захвате ее из навала.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - место зажима детали.

Устройство содержит корпус 1, центральный зажимной элемент 2, периферийные зажимные элементы 3 и привод 4 их вращения, укрепленный на корпусе 1. На центральном валу 5, враш,ающем эксцентрично центральный зажимной элемент 2, установлена приводная шестерня 6. На всех пери ферийных валах 7, враш,аюш,их эксцентрично периферийные зажимные элементы 3, имеется по шестерне 8. Периферийные шее терни 8 связаны между собой паразитной шестерней 9, установленной на центральном валу 5 по посадке с гарантированным зазором. На одном из периферийных валов 7 закреплена шестерня 10. входящая в зацепление с приводной шестерней 6. Шестерни 6, 10, 8 и 9 образуют кинематическую цепь зажима, которая связывает кинематически центральный 2 и периферийные 3 зажимные кратном четырем.

Центральный зажимной элемент 2 направлен к ближайшему периферийному зажимному элементу.

Величины эксцентриситетов | и е соответ ственно центрального 2 и периферийных 3 зажимных элементов таковы, что при максимально сближенных двух соседних зажимных губках расстояние 1 между ними меньше диаметра d захватываемого вала 15.

Захватное устройство работает следующим образом.

Установленное на манипуляторе (не показан) захватное устройство, у которого зажимные губки находятся в исходном положении, подводится к массе неориентированных деталей типа гладких валов с равными диаметрами. При этом манипулятор ориентирует захватное устройство так, чтобы направление осевого перемеш.ения зажимных элементов совпадало с направлением подвода. Усилие, прикладываемое в направлении подвода к захватному устройству, должно быть не менее усилия сжатия пружин 15.

При взаимодействии зажимных элементов с массой неориентированных деталей некоторые зажимные элементы проникают в пустоты между деталями, а некоторые, упираясь торцовой частью, сжимают пружины II. После этого по

15

25

дается команда на включение привода 4 вра- цд,ения зажимных элементов. Враш.ение через шестерни 6, 10, 8 и 9 передается зажимным элементом. Происходит захват какого-либо J гладкого вала 15, попавшего между любыми двумя соседними зажимными элементами. Захват лишь одной детали происходит вследствие того, что зажимные элементы обеспечивая противоположность направлений вращения центральной и периферий- 10 ных зажимных губок. Зажимные элементы подпружинены относительно корпуса 1 пружинами 11 сжатия.

Корпус 1 выполнен поворотным от привода 12.

Устройство снабжено датчиком 13 регистрации угла поворота зажимных губок. Датчик связан с кинематической цепью зажима. Эта связь осуществляется, например, с помощью шестерни 14, входящей в зацепление с приводной шестер- 20 ней 6.

Числа зубьев шестерен 6 и 10 выбраны в соответствии с соотношением, полученным методом математической индукции, исходя из условия обеспечения последовательного взаимодействия центральной зажим ной губки с периферийными зажимными губками

Уд 10 п-2 Фп2б2

где РцИУп-углы поворота центральной и периферийных зажимных губок, град ZeHZio-число зубьев соответственно приводной шестерни 6 и шестерни 10J п-количество периферийных зажимных элементов, кратное четырем. Периферийные зажимные элементы 3 в количестве, кратном четырем, равномерно размещены по окружности, причем направления эксцентриситетов двух соседних элементов противоположны друг другу. Требование противоположной направленности 40 каждых двух соседних периферийных зажимных элементов, равномерно расположенных по окружности, выполнимо лишь при их количестве, взаимодействуют друг с другом не одновременно все, а последовательно парами. Например,если у захватного устройства с восьмью периферийными зажимными элементами обозначить периферийные элементы в порядке возрастания от единицы до восьми, начиная отсчет от элемента, максимально приближенного к центральному элементу - Ц, в направлении вращения центрального элемента, то последовательность парного взаимодействия зажимных элементов можно описать следующим образом: 1-Ц, 6-7, 4-Ц, 1-2, 7-.Ц, 4-5, 2-Ц, 7-8, 5-Ц, 2-3, 8-Ц, 55 5-6, 3-Ц, 8-1, 6-Ц, 3-4. Соотношение углов поворота центрального и периферийных зажимных элементов в соответствии с вышеприведенной формулой для будет

30

35

45

50

равно трем. Захват может происходить в шестнадцати местах при повороте периферийных зажимных элементов через каждые 22°30 . Причем происходит чередование мест захвата. Захват периферийными

зажимными элементами чередуется с захва- том между периферийным и центральным элементами.

Каждая пара соседних зажимных элементов всегда фиксирует деталь в строго определенном положении. При этом схема захвата реализуется таким образом, что величина диаметра зажимаемой гладкой детали будет в какт-то степени сказываться на ее ориентации при зажиме. Но поскольку захватываемые детали имеют одинаковый диаметр, то погрешность в ориентации определяется допуском на величину их диаметра.

Назовем плоскость, параллельную осям зажимныгх губок и проходяшую через ось зажатой детали (гладкого вала), плоскостью первичной ориентации детали. Положение плоскости первичной ориентации однозначно определяется конечным числом возможных мест захвата, их расположением относительно корпуса, последовательностью захвата в них, и постоянством ориентации за- жатой детали в каждом месте захвата.

В устройстве захват происходит в моменты максимального сближения двух соседних зажимных элементов. Как следствие зажима детали лишь в двух точках является определенная погрешность базирова- кия. Повышенную точность базирования можно получить путем повышения точности изготовления деталей захватного устройства, небольшого допуска на размер диаметра захватываемой детали, и значительного (по отношению к весу захватываемой детали) усилия зажима.

После захвата детали происходит отделение ее вместе с захватным устройством от массы неоринетированных деталей. При этом датчик 13 регистрирует угол поворота зажимных губок, при котором произошел захват детали. Угол поворота при зажиме однозначно определяет место зажима и фиксированное положение неориентированной зажатой детали. Сигнал от датчика 13 поступает в управляюшее устройство (не пока- зано) привода 12 врашения корпуса. Управляюшее устройство в зависимости от угла повороту эксцентриков, а следовательно, в зависимости от места зажима и фиксированного положения неориентированной зажатой детали 15 передает сигнал управ- ляющему входу привода 12 врашения корпуса. Привод 12 поворачивает вокруг оси

захватного устройства корпус 1, до тех пор, пока не станут параллельны требуемая плоскость ориентации и плоскость, параллельная оси захватного устройства и проходящая через зажатую неориентированную деталь 15 (т. е. плоскость первичной ориентации). Таким образом, ориентация детали происходит в одной плоскости, примем без изменения положения зажимных элементов относительно детали. Используя приводы манипулятора (не показан), ориентированная в одной плоскости деталь транспортируется к месту следующей технологической операции, например к загрузочному устройству станка. Освобождение захватного устройства от детали производится включением в обратную сторону привода 4 зажима. Ориентированная деталь под собственным весом выпадает из захватного устройства. Зажимные элементы возвращаются в исходное положение, и захватное устройство готово к следующему циклу работы.

В случае, если за один оборот периферийных зажимных губок захват детали не произошел, то датчик 13 регистрирует это. Сигнал от датчика поступает в систему управления манипулятора, где вырабатывается управляющая команда на перемещение захватного устройства в другое место тары. Цикл работы захватного устройства повторяется.

В зависимости от возможностей промышленного робота, которому придано данное захватное устройство, можно не делать специальные привод вращения корпуса и решаюшее устройство, а использовать систему управления робота и его кинематические возможности. Снабдив захватное устройство еще одним приводом и датчиком для регистрации положения детали в плоскости первичной ориентации, можно произвести дальнейшую ориентацию детали уже в плоскости первичной ориентации. Роль датчика может исполнять оптический датчик. Корпус захватного устройства в этом случае необходимо вращать вокруг оси, перпендикулярной оси захватного устройства.

Параметры захватного устройства, такие как количество и диаметр окружности расположения периферийных зажимных элементов, эксцентриситеты и т. д. определяются параметрами массы неориентированных деталей, например плотностью укладки, степенью ориентации и сцепляемостью деталей, а также размерами тары, где находятся детали. Диаметр зажимных элементов выбирается минимальным, исходя из условия прочности зажимных элементов от действия сил, изгибающих их.

фиг. 3

Составит&ть Е. Ермолаев

Редактор Н. КиштулинецТехред И. ВересКорректор С. Черни

Заказ 1518/11Тираж 1030Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4