Модуль промышленного робота Советский патент 1988 года по МПК B25J9/00 B25J11/00 

оо со

00

05

to

Фи.1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к механизмам программируемого линейного перемещения, и может быть использовано при созда- НИИ промьпЕпенных роботов.

Цель изобретения - повьппение надежности работы модуля за счет исключения влияния изменения длины гибкого звена кинематической передачи на точность позиционирования.

На фиг. 1 показан модуль промыш- ренного робота, общий вид| на фиг, 2- схема блока управления устройством натяжения гибкого звена| на фиг. 3- орма сигнала, снимаемого с датчика малых линейных перемещений. j Модуль промышленного робота со держит ведущий 1 и ведокай 2 шкивы, охваченные гибким звеном 3, ползун 45 установленный на направляющих 5 и жестко связанны с гибким звеном 3 при помощи фиксатора 6, привод 7 вращательного движения, устройство 8 натяжения гибкого звена 3, опорные щеки 9, служащие каркасом модуля а также устройство контроля длины |гибкого звена 3, состоящее из натяж- |Ного ролика lOj опоры 11 скольжения., датчика ,12 малых линейных перемеще- НИИ, закрепленного на опоре 11, и метки 13, нанесенной на участке гибкого звена 3, расположенного в опоре 11 скольжения.

I Выход датчика 12 электрически связан с блоком 14 управления устрой ICTBOM натяжения гибкого звена, состоящим из двух компараторов 15, клю |чей 16 и 17, блоков 18 и 19 аналого- цифрового преобразования (АЦП), сум- матора 20, схем 21 и 22 сравнения, регистров 23 и 24 памяти, схемы 25 управления, усилителей 26 и 27 и реле 28 и 29, контакты которых включа- toT прямое или реверсивное питание электродвигателя, входящего в состав устройства натяжения гибкого звена.

Устройство работает следующим образом

Ведущий шкив 1,, получая вращательное Движение от привода 7, преобразует его через гибкое звено 3 в поступательное движение ползуна 4, При этом перемещение ползуна должно соответствовать расчетному кз формулы

s Jl|..,,

где S - перемещение ползуна;

D - диаметр ведущего шкива;

gi - угловое перемещение ведущего

шкива.

Однако фактическое перемещение ползуна отличается от расчетного на величину удлинения гибкого звена, т.е.

S,

S- Л1,

где Зф - фактическое перемещение ползуна}

А1 - удлинение гибкого звена.

Удлинение гибкого звена складывается из его температурной деформации, естественного з длинения гибкого звена в процессе эксплуатации, а также дополнительного растяжения отдельных его участков, вызванного воздействием вращаюпдего момента на ведущем ве и сил сопротивления перемещению ползуна по направляющим. Последняя составляющая выражается законом Гука;

1

Д Р

F1

FS

где 1 - первоначальная длина участка гибкого звена, заключенного между ведущим шкивом и фиксатором гибкого звена на ползуне

F - сила сопротивления перемещению ползуна по направляющим; S - площадь сечения гибкого звена

удлинение выбранного участка гибкого звена под действием

силы F. I

При вращении шкива 1 против часовой стрелки первый участок гибкого звена, заключенный между ведущим шкивом 1 и фиксатором 6 гибкого звена 3 на ползуне 4, удлиняется и это удлинение передается шкивом 1 остальной части гибкого звена 3. При этом метка 13 смещае тся вместе с гибким звеном 3 в опоре 11 скольжения влево, вызывая изменение показания датчика 12 малых линейных перемещений. Реверс привода 7 вращательного движения и связанного с ним шкива 1 вызывает растяжение уже другого участка гибкого звена, а именно охватывающего ведомый шкив 2.

Это удлинение передается первому участку гибкого звена и под действием натяжного ролика 10 метка 13

вместе с гибким звеном 3 смещается в опоре 11 скольжения вправо, что регистрируется датчиком 12. Разность показаний датчика 12 соответствует позиционированию ползуна с точностью

Максимальное значение эта разность имеет при реверсировании ползуна 4 в крайнем левом положении. Для настройки модуля необходимо в этот, момент замерить величину сГ . Далее модуль работает в автоматическом режиме.

Связь датчика 12 с устройством натяжения гибкого звена осуществляется следующим образом.

На датчике 12 вырабатывается сигнал (фиг. 3), которьй поступает на два параллельно включенных компаратора 15, один из которых настроен на порог срабатывания V,, а второй на V,, причем

МЙКС I

где .и - максимальное и минимальное значения сигнала на датчике получаемые при настройке модуля на работу в требуемом диапазоне точности позиционирования.

При движении ползуна вправо сигнал на датчике возрастает до какого- то значения У,.„,,.Если ,e VK, , то система управления устройством натяжения гибкого звена остается в отключенном состоянии и натяжение гибкого звена остается прежним. Если VK, V ,- д,а«с , то один из компарато- ров 15 открывается и подает сигнал на логический вход Е ключа 16, который, открываясь, пропускает аналоговый сигнал с датчика 12 в АЦП 18, где он, преобразуясь в цифровой код, поступает в сумматор 20.

При движении ползуна влево уровень сигнала V на датчике падает ниже VK и открывает другой компаратор 15, в результате чего сигнал Проходит через ключ 17 и АЦП 19 в сумматор 20, где он вычитается из сигнала V; „,

Полученная разность сигнала AV поступает на две параллельно включенные схемы 21 и 22 сравнения. На схеме 21 разность сигналов сравнива- ется с числом, хранящимся в регистре 23 памяти. Если разность сигналов л больше этого числа (задающегося при настройке модуля), то при

0 наличии тактирующего схемой 25 управления импул-ьса усиленный в усилителе 26 сигнал проходит на обмотки реле 28, которое, замыкая свои контакты, включает прямое питание двига5 теля в устройстве натяжения гибкого звена. Вращательное движение двигателя преобразуется, например, посредством винтовой передачи в поступательное движение шкива 2, чем и обес0 печивается натяжение гибкого звена. При этом натяжение увеличивается до тех пор, пока значение не окажется ниже заданного, т.е. точность позиционирования ползуна войдет в

5 пределы нормы.

На схеме 22 разность сигналов uV сравнивается с числом, хранящимся в регистре 24 памяти. Если раз- ность 4 У меньше этого числа, соот0 ветствующего минимальному удлинению гибкого звена, заданному при настройке модуля, то при наличии тактирующего импульса со схемы 25 управления усиленный в усилителе 27 сигнал проходит на обмотки реле 29, которое, зa.vIыкaя свои контакты, включает реверсивное питание двигателя в устройстве натяжения гибкого звена. При этом натяжение, гибкого звена умень шается, уменьшая при этом и момент трения на шкивах. Процесс продолжается до тех пор, пока uV не станет больше заданного числа, хранящегося в регистре 24 памяти.

Схема 25 управления вьтолняет функцию элемента И, т.е. дает команду на сравнение сигналов в схемах 21 и 22 с заданными в регистрах 23 и 24 памяти значениями только в том случае, когда сигнал на датчике 12 сна5

5

0

5

чала превьппает уровень Vj, , а затем становится ниже уровня Vj , т.е. ползун 4 совершает реверсивное движение.

Формула изобретения

Модуль промьшшенного робота, содержащий ползун, установленный на направляющих с возможностью линейного перемещения, привод вращательного движения с кинематической передачей )Э виде гибкого звена, с которым при помощи фиксатора жестко связан пол- дун, а также устройство натяжения гибкого звена, отличаю щи й- t я тем, что, с целью повышения Надежности работы, он снабжен устройством контроля длины гибкого звена,

г

Опорный J

Vf 1

, J ft.

П

Опорный сигнал

Ук2

г

/5

Vfnin

содержащим установленные на ползуне натяжной ролик и опору скольжения с расположенным на ней датчиком малых линейных перемещений, выход которого электрически связан с дополнительно введенным блоком управления устройством натяжения гибкого звена, при зтом натяжной ролик установлен между опорой скольжения и фиксатором.

-

И

:&

22

Х,.1п.,, J/jr|,

ima)(

Vimin

Vimiff