Захватное устройство манипулятора Советский патент 1990 года по МПК B25J15/00 

Изобретение относится к промыш- jjieHHou робототехнике и предназначено Аля механизации и автоматизации за- Грузки-выгруз-ки деталей в металлорежущих станках.

Цель изобретения - повышение маневренности и увеличение зоны обслуживания при одновременном уменьшении (энергопотребления за счет обеспечения ротационного движения пальцевых схватов от единого централизованного привода.

На чертеже изображено захватное устройство манипулятора, общий вид0

Захватное устройство манипулятора содержит корпус 1, основную головку 2s дополнительную головку 3, расположенную в полости основной головки 2 с возможностью возвратно-поступательного перемещения, и двухсхватный рабочий орган, каждый схват которого содержит два пальца, причем у первого схвата палец 4 является ведущим, |а палец 5 - ведомым, у второго схва- та палец 6 является ведущим, а палец 7 - ведомым. Пальцы 4 и 5 шарнирно связаны с соответствующим плечом коромысла 8.Пальцы 6 и 7 шарнирно связаны с соответствующим плечом коромысла 9. Оси 10 и 11 вращения коромысел 8 и 9 жестко закреплены на основной головке 2 На ведомых пальцах 5 и 7 схватов выполнены бобышки 12 и 13, которые установлены с возможностью скольжения на параллельных направляющих стержнях 14 и 15,

Привод 16 пальцев 4-7 выполнен в виде привода вращения и установлен в корпусе 1 с возможностью возвратно- поступательного перемещения.

Ведущий палец 4 первого схвата кинематически связан с приводом 16 вращения через дополнительно введенную винтовую передачу винт 17 - гайка 18, а ведущий палец 6 второго схвата жестко закреплен на дополнительной головке 3, в которой с помощью подшипников

5

0

5

0

5

0

45

0

55

19 и 20 установлен вал 21 с нарезанной на нем винтовой поверхностью винтовой передачи.

Каждый из управляемых фиксаторов выполнен в виде подпружиненного с помощью пружины 22 стержня 23 с тягой

24,являющейся якорем электромагнита

25.Первый фиксатор установлен между основной головкой 2 и ведущим пальцем 4, при этом для обеспечения фиксации стержня 23 на пальце 4 выполнены углубления 26. Второй фиксатор установлен между основной 2 и дополнительной 3 головками. При этом для обеспечения фиксации стержня 23 на внутренней поверхности основной головки 2 выполнены углубления 27„ Третий фиксатор установлен между корпусом 1

и основной головкой 2, при этом для обеспечения фиксации стрежня 23 на наружной поверхности основной головки 2 выполнены углубления 28„

Захватное устройство манипулятора снабжено шестью конечными выключателями, первый 29 и второй 30 установлены на основной головке 2, третий 3 расположен на пальце 5, четвертый 32 - на пальце 7, пятый 33 и шестой 34, взаимодействующие с выступом 35 основной головки 2, - на корпусе 1 .Корпус 1 и основная головка 2 соединены с помощью шариков 36, причем корпус 1 и основная головка 2 в этом случае служат соответственно обоймой и втулкой подшипникового соединения с возможностью вг ащрнист вокруг своей продольной оси.

Захватное устройство манипулятора работает следующим образом.

В исходном положении привод 16 отключен, пальцы 4-7 находятся в полностью разведенном состоянии, при этом палец 4 воздействует на конечный выключатель 29, подтверждая исходное состояние пальцев 4 и 5 первого схвата, а палец 7 воздействует на конечный выключатель 30, подтверждая исходное состояние пальцев 6 и 7 второго схвата. Стержни 23 первого, второго и третьего фиксаторов входят соответственно в углубления 26 - 28. Захватное устройство устанавливается на манипуляторе, предназначенном для загрузки и разгрузки токарных станков. В исходном состоянии заготовки устанавливается в кассете, причем центральная ось заготовок расположена вертикально (не показано).

Манипулятор перемещает захватное устройство к кассете, при этом пальцы 4 и 5 первого схвата подводятся к заготовке, предназначенной для захватывания.

Система управления манипулятора (не показана) подает одновременно питание на привод 16 и на обмотку электромагнита 25 первого фиксатора. При этом тяга 24, являющаяся якорем электромагнита 25, притягивается к сердечнику электромагнита 25, сжимая пружину 22, а связанный с тягой 24 стержень 23 выходит из углубления 26. При этом ведущий палец 4 расфиксируется по отношению к основной головке 2.

Вал 21 начинает вращаться против часовой стрелки, обеспечивая вращение винта 17 в том же направлении и смещение гайки 18 вверх по винту 17. Жестко закрепленный на гайке 18 ведущий палец 4 выдвигается из основной головки 2, одновременно поворачивая двуплечее коромысло 8 против часовой стрелки, заставляя бобышку 12 ведомого пальца 5 двигаться вниз по направляющему стержню 15. При этом пальцы 4 и 5 сходятся, зажимая заготовку. Обеспечив создание первым схватом тре- буемого сжимающего усилия система управления манипулятора отключает привод 16 и обмотку электромагнита 25 первого фиксатора, стержень 23 которого под действием пружины 22 входит в одно из углублений 26, обеспечивая надежное удерживание заготовки и фиксацию первого схвата относительно основной головки 2. Затем манипулятор перемещает захватное устройство с заготовкой к токарному станку, в частности второй схват с пальцами 6 и 7 - к обработанной на станке детали так , что продольная ось детали перпендикулярна продольной оси захватного устройства. Патрон станка опускает деталь, при этом одновременно подается питание на привод 16 и обмотку электромагнита 25 второго фиксатора. Второй фиксатор срабатывает, выводя стержень 23 из углубления 27 При этом дополнительная головка 3 расфиксиру- ется (растормаживается) по отношению к основной головке 2, а вал 21 и винт 17 вращаются против часовой стрелки. Поскольку ведущий палец 4 зафиксиро0 ван первым фиксатором относительно основной головки 2, то и жестко связанная с ним гайка 18 также остает - ся неподвижной по отношению к головке 2, а так как винт 17 связан с гайкой

5 18 винтовой передачей, то винт 17 начинает смещаться вниз относительно гайки 18, перемещая вниз также связанную с винтом 17 дополнительную головку 3 с ведущим пальцем 6 второго

0 схвата. При этом привод 16 также перемещается вниз в корпусе 1, а шар- нирно закрепленное одним концом на ведущем пальце 6 двуплечее коромысло 9 поворачивается по часовой стрелке,

5 заставляя бобышку 13 ведомого пальца 7 двигаться вверх по направляющему стержню 15, в результате чего пальцы 6 и 7 сходятся, зажимая обработанную деталь.

0 Обеспечив создание требуемого сжимающего усилия система управления манипулятора отключает питание от привода 16 и обмотки электромагнита 25 второго фиксатора, стержень 23 которого под действием пружины 22 входит в одно из углублений 27, обеспечивая надежное удержание обработанной детали и фиксацию второго схвата относительно основной головки 2.

Q Манипулятор отводит деталь от патрона токарного станка, а захватное устройство осуществляет поворот основной головки 2 относительно корпуса 1 на 180 , что достигается одно5 временным включением привода 16 и электромагнита 25 третьего фиксатора, которьй обеспечивает выход стержня 23 из первого углубления 28. При этом основная головка 2 растормаживается по

0 отношению к корпусу 1 и под действием привода 16 вращается против часовой стрелки.

Когда угол поворота основной го5

ловки 2 достигает 180 , выступ 35 воз- действует на конечный выключатель 33, отключая привод 16 и обмотку электромагнита 25 третьего фиксатора, тем самым фиксируя основную головку 2 относительно корпуса 1, поскольку

стержень 23 третьего фиксатора входит во второе углубление 28. Затем манипулятор вводит заготовку в патрон токарного станка. После зажатия заготовки в патроне токарного станка система управления манипулятора подает пифание на первый фиксатор и привод 16| обеспечивая вращение его вала 21 по часовой стрелке. При этом пальцы 4 и 5 первого схвата расходятся, ос- ворождая заготовку, до срабатывания конечного выключателя 29, питание от первого фиксатора отключается, палец 4 фиксируется относительно основной

головки 2.

i

Затем манипулятор перемещает захватное устройство с деталью к накопи- те|лю (не показан) обработанных деталей. При отпускании детали система управления манипулятора подает питание на второй фиксатор и привод 16, обеспечивая вращение вала 21 по часовой стрелке, что приводит к разжатию пальцев 6 и 7 до срабатывания конечного выключателя 30„ При этом отключается питание от второго фиксатора и привода 16, захватное устройство переводится в исходное состояние. I

В зависимости от конструктивных

схем кассеты с заготовками и накопителя с деталями захватное устройство манипулятора может обеспечить захват заготовки первым схватом, а детали - вторым, и наоборот. При этом система управления должна обеспечить соответственную очередность подачи питания

к первому и второму фиксаторам.

i

Конечные выключатели 31 и 32 слу- лгат для получения информации (воздействия на привод 16, первый и второй фиксатор соответственно) в случае, если детали не окажется в зоне захватывания.

5

0

5

0

5

0

45

Формула изобретения Захватное устройство манипулятора, содержащее корпус с приводом, основную головку с двумя пальцевыми схватами, каждый из которых имеет двуплечее коромысло и два пальца, причем ведущий палец кинематически связан с приводом, а ведомый - кинематически связан с ведущим и каждый палец шарнирно связан с одним из плеч соответствующего коромысла, ось вращения которого закреплена на внешней головке, а на ведомом пальце каждого схвата выполнены бобышки, шарнирно связанные с соответствующими направляющими, отличающееся тем, что, с целью повышения маневренности и увеличения зоны обслуживания при одновременном уменьшении энергопотребления за счет обеспечения ротационного движения пальцевых схватов от единого централизованного привода, оно снабжено тремя управляемыми фиксаторами и допол - нительной головкой, которая шарнирно установлена внутри основной головки с возможностью осевого перемещения и кинематически связана с ней при помощи первого управляемого фиксатора, при этом привод установлен подвижно в осевом направлении в корпусе и кинематически связан с ведущим пальцем первого схвата посредством дополнительно введенной винтовой передачи, гайка которой жестко связана с этим пальцем, а винт установлен шарнирно в дополнительной головке и жестко связан с приводом, причем ведущий палец второго схва;та жестко связан с дополнительной головкой, кроме того,основная головка установлена подвижно в корпусе и кинематически связана с ним посредством второго управляемого фиксатора, а ведущий палец первого схвата кинематически связан с основной головкой посредством третьего управляемого фиксатора.

Изобретение относится к промышленной робототехнике и предназначено для механизации и автоматизации загрузки-выгрузки деталей в металлорежущих станках. Целью изобретения является повышение маневренности и увеличения зоны обслуживания при одновременном уменьшении энергопотребления за счет окисления ротационного движения пальцевых схватов от единого централизованного привода. При включении привода 16 и отключении третьего управляемого фиксатора происходит зажим детали пальцами 4, 5. Далее отключается второй фиксатор и основная головка 2 поворачивается на заданный угол. Затем отключают первый фиксатор, и при вращающемся винте 17 от привода 16 происходит опускание дополнительной головки 3, которая вызывает движение пальцев 6, 7 и зажим заготовки вторым схватом захватного устройства. 1 ил.