Способ вибрационного манипулирования деталями Советский патент 1991 года по МПК B65G27/00 

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано на предприятиях машиностроительной, приборостроительной и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является обеспечение возможности вращения детали в любой точке рабочего органа.

На фиг.1 изображена конструктивная схема вибрационного манипулятора, реали- зующая способ, продольный разрез; на фиг.2 - то же, вид сверху.

Устройство для реализации способа содержит рабочий орган в виде горизонтального стола 1, соединенный через упругие элементы 2 с реактивной плитой 3. Конструкция устанавливается на основании через виброизоляторы 4. Вибровозбудитель продольных колебаний реализует продольные колебания вдоль оси X и содержит две пары электромагнитов: пару с обмотками 5 и 6 и пару с обмотками 7 и 8, причем электромагниты в парах симметрично смещены относительно оси Y. Вибровозбудитель поперечных колебаний реализует попереч- ные колебания вдоль оси Y и содержит две пары электромагнитов: пару с обмотками 9 и 10 и пару с обмотками 11 и 12 с аналогично смещенными электромагнитами в парах относительно продольной оси X. На реактив- ной плите 3 размещена пара электромагнитных вибровозбудителей нормальных колебаний с обмотками 13 и 14, реализующих нормальные колебания вдоль оси Z.

На столе рабочего органа крепятся датчики 15 и 16 наличия детали с возможностью их перемещения и фиксации в любом месте стола 1 (устройство датчиков и механизм их перемещения и фиксации не пока- заны). В центре стола 1 снизу установлены датчики 17-19 регистрации амплитуд соответственно продольных Ах, поперечных Ау и нормальных А2 колебаний. Датчики включены в схемы автоматического поддержания заданного значения амплитуд продольных, поперечных и нормальных колебаний (не показаны). С нижней стороны стола эксцентрично установлен датчик 20 угловых колебаний стола 1.

Способ вибрационного манипулирования осуществляется следующим образом.

На поверхность стола 1 поступает в произвольно выбранную точку В (фиг.2) деталь 21, которую необходимо переместить в про- швольно заданную точку С на поверхности стола, и в этой точке повернуть вокруг своей оси на некоторый угол, например цилиндрическую деталь 21 с продольным пазом поместить в точке С так, чтобы паз находился со

стороны положительного направления оси Y. Для того, чтобы деталь 21 из точки В попала в точку С,столу 1 сообщают нормальные в плоскости стола продольно-поперечные колебания, причем направление последних должно быть параллельно линии ВС, т.е. столу сообщают продольные колебания с амплитудой Ах и пбперечные колебания с амплитудой Ау (фиг.2), удовлетворяющие

(D

Ах

где о. -угол, образованный линией ВС и осью X.

Это достигается тем, что на обмотки каждой из упомянутых пар подается пульсирующее синфазное напряжение. На пары обмоток 5, 6 и 7, 8 а также 9, 10 и 11, 12 напряжение подается в противоф зе, так что электромагнитные вибровозбудители продольных и поперечных колебаний работают как двухтактные. Пары 5, 6 и 7, 8 по отношению к парам соответственно 9, 10 и 11,12 могут работать как в фазе при направлении перемещения детали преимущественно от правого нижнего угла к левому верхнему (фиг.2), так и в противофазе при направлении перемещения детали преимущественно от левого нижнего угла к правому верхнему. Соотношение (1) амплитуд в соответствии с выбранными точками начала В и конца С траектории транспортирования обеспечивается включением датчиков 17 и 18 в схемы автоматического поддержания уровня амплитуд. При этом на пару обмоток 13 и 14 подаются пульсирующие напряжения в фазе с пульсирующими напряжениями, подаваемыми на обмотки 5, 6 или же сдвинутые по отношению к этим напряжениям на угол 0- п 12. При необходимости осуществить реверсивное перемещение детали для перемещения ее из верхней области стола 1 в нижнее (фиг.2) фазу пульсирующих напряжений на паре обмоток 13 и1 4 изменяют на тс. Уровень амплитудынормальныхколебанийподдерживается датчиком 19, включенным в схему автоматического поддержания нормальной амплитуды.

По достижении деталью 21 положения С (сигнал о достижении этого положения подается в схему датчиками 15 и 16) отключаются вибровозбудители продольных и поперечных колебаний (обмотки 5-12) и столу 1 сообщаются угловые колебания OJHOCH- тельно оси Z. Для этого на обмотки 5 8, 10 и 11 подается пульсирующее синфазное напряжение, а на обмотки 6, 7, 9 и 12 - также пульсирующее синфазное напряжение,

причем первая перечисленная группа обмоток включена в противофаэе к второй перечисленной группе. Фаза нормальных колебаний при этом не меняется. В манипуляторе возбуждаются угловые колебания в плоскости стола 1 вокруг точки О пересечения оси Z с плоскостью стола. Постоянство амплитуды у этих колебаний поддерживается включением датчика 20 в схему автоматического поддержания амплитуды. В точке С, наряду с угловыми колебаниями с амплитудой (f , возникают поступательные колебания в плоскости стола с амплитудой А pR,(2)

синфазные с угловыми колебаниями, где R ОС. Их направление перпендикулярно линии ОС. Одновременно с угловыми столу 1 дополнительно сообщают продольно-поперечные колебания в плоскости стола с амплитудой А - pR направленные перпендикулярно линии ОС, в противофазе с угловыми. Для этого на обмотки 8, 7 и 9,10 подают дополнительные синфазные пульсирующие напряжения в фазе с напряжениями, подаваемыми на обмотки 5, 8, 10, 11, а на обмотки 5, 6, 11, 12 - дополнительные синфазные пульсирующие напряжения, противофазные напряжениям обмоток 7- 10. При этом амплитуды дополнительных продольных колебаний АХ1 и дополнительных поперечных колебаний АУ1 подбираются такими, чтобы удовлетворить равенства

А /Ах12 + АУ12;1 (3) tg ft Axi/Avi (4) где АХ1 и Ayi - соответственно амплиту- ды дополнительных продольных и поперечных колебаний; fi - угол между линией ОС и осью X (фиг,2). Указанные амплитуды АХ1 и АУ1 дополнительных колебаний автоматически вычисляются схемой управления по за- висимостям (2)-(4) и поддерживаются системами автоматического поддержания

0

5

0

5

0

5 0

амплитуды, включающими датчики 17 и 18. Таким образом, в точке С продольно-поперечные колебания устраняются, а остаются только угловые колебания стола вокруг точки С, а также нормальные колебания, благодаря которым деталь 21 вращается вокруг своей оси в точке С. Для изменения направления вращения фазу напряжения, подаваемого на обмотки 13 и 14, изменяют на п . Когда паз детали 21 будет направлен в сторону датчика 16, с последнего поступит команда схеме управления на выключение напряжений, подаваемых на обмотки 5-14, и деталь прекращает вращение, после чего удаляется, например, роботом (не показан). Способ вибрационного манипулирования деталями обеспечивает перемещение детали по любой траектории и ее вращение в любой точке рабочего органа. Формула изобретения Способ вибрационного манипулирования деталями, заключающийся в сообщении рабочему органу вибрационного манипулятора угловых колебаний относительно вертикальной оси рабочего органа и нормальных колебаний к поверхности рабочего органа, отличающийся тем, что, с целью обеспечения вращения детали в любой точке рабочего органа, последнему сообщают продольно-поперечные колебания в плоскости рабочего органа в направлении, перпендикулярном линии, проходящей через центр масс детали и вертикальную ось рабочего органа, при этом продольно-поперечные колебания сообщают в противофазе относительно угловых колебаний, а их амплитуда А р R,

где р - амплитуда угловых колебаний; R - расстояние от центра масс детали до вертикальной оси рабочего органа.

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано на предприятиях машиностроительной, приборостроительной и других отраслей промышленности. Цель изобретения - обеспечение возможности вращения детали в любой точке рабочего органа. Способ вибрационного манипулирования деталями заключается в сообщении рабочему органу 1 угловых колебаний относительно оси, проходящей через центр O, и нормальных колебаний. Первые сообщаются от электромагнитов 5, 8, 10, 11 и 6, 7, 9, 12, работающих в противофазе. Одновременно с угловыми колебаниями рабочему органу дополнительно сообщают продольно-поперечные колебания в плоскости рабочего органа с амплитудой A, направленные перпендикулярно линии OC. Продольно-поперечные колебания находятся в противофазе с угловыми. Для этого на электромагниты 7, 8 и 9, 10 подают дополнительные синфазные пульсирующие напряжения в фазе с напряжениями, подаваемыми на электромагниты 5, 8, 10, 11. На электромагниты 5, 6, 11, 12 при этом подают синфазные пульсирующие напряжения, противофазные напряжениям электромагнитов 7, 8, 9, 10. Амплитуда при этом A = φR, где φ - амплитуда угловых колебаний

R - расстояние OC. 2 ил.

/y/XZ Y/Y/Zr ////

../X

7 //7/УУ7/, 4 13 17 18