Вакуумное захватное устройство Советский патент 1992 года по МПК B25J15/06 B25J15/00 

(Л

С

Использование: в роботизированных технологических комплексах, например, холодной листовой штамповки. Сущность изобретения: устройство выполнено в виде корпуса, на котором установлен привод вертикального перемещения пневмоприсоски в виде сильфона. В полости сильфона установлен клапан мембранного типа, выполненный с возможностью соединения полости сильфона с полостью пневмоприсоски через пневмоканал в виде акустического волновода. Полость сильфона соединена с линией разрежения. Клапан управления давлением разрежения воздуха, откачиваемого из полости клапана. В устройстве установлен акустический приемник, связанный с системой управления. В исходном положении клапан излучает акустические волны, направленные на рабочую зону вакуумного захватного устройства. 1 ил.

Предлагаемое устройство относится к области робототехники, а именно к устройствам с адаптивным управлением, и может быть применено в роботизированных технологических комплексах, например, в холодной листовой штамповке.

Известны устройства с тактильным очувствлением промышленных роботов, в которых очувствление осуществляется методом контактирования с предметом. Они содержат силовые, моментные; силомомен- тные датчики, связанные с системой управлением. Контактная адаптация ограничена по области применения, имеет сложную конструкцию и систему управления. ,

Известны устройства, промышленные роботы с системой локации рабочего пространства, в которых применяются датчики: светолокационные, струйные, ультразвуковые, лазерные индукционные и т.д. Данные

устройства отличаются сложной конструкцией и системой управления. Они предполагают установку излучателя и приемника излучения, связанного с системой управления.

Наиболее близким по технической сущности из известных является вакуумное захватное устройство, включающее корпус, пневмоприсоску, привод ее перемещения в направлении к захватываемой детали, выполненный в виде силового цилиндра, жестко связанного с присоской, клапана, управляемого системой управления, установленного с возможностью соединения поршневой полости пневмоцилиндра г, полостью присоски.

В дан.юм устройстве от одного управляющего сигнала из системы управления открытием клапана выполняются функции опускания, захвата заготовки подъема.за-чч о ел

01 00

хвата с заготовкой. Однако данное устройство не очувствлено по наличию заготовки о рабочей зоне захвата, что уменьшает функциональные возможности устройства.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, включающем корпус, пнев- моприсоску, привод ее перемещения в на- правлении к захватываемой детали, выполненный в виде силового цилиндра, например, жестко связанного с пневмоп- рисоской, клапана, управляемого системой управления, установленного с возможностью соединения полости сильфона с полостью пневмоприсоски. в устройстве установлен акустический приемник, связанный с системой управления, Клапан установлен в полости сильфона и выполнен в виде корпуса с полостью, соединенной с вакуумом и герметично закрытой подпружиненной мембраной, установленной с возможностью закрытия пневмолинии, соединяющей полость сильфона с полостью пневмоприсоски и выполнен в виде акустического волновода, направленного в сторону захватываемой детали.

Анализ известных технических решений показал, что применяются/устройства, в которых распределительная аппаратура выполнена в виде клапанов мембранного типа. Для очувствления по наличию захватываемых деталей в них установлены акустические излучатели и приемники, определяющие наличие детали в ;„.збочей зоне. Эти элементы дополнительно устанавливаются на захватных устройствах. Отличие предлагаемого устройства состоит в том, что клапан выполнен в виде корпуса с мембраной, установленной с возможностью закрытия пневмолинии. выполненной в виде акустического волновода. Клапан выполняет кроме традиционной функции распределительной аппаратуры дополнительную функцию акустического излучателя.

Вакуумное захватное устройство (фиг. 1) состоит из корпуса. 1, на котором жестко установлен сильфон 2, подпружиненный пружиной 3. На сильфоне 2 установлена пневмоприсоска 4. Полость сильфонз 2 соединена с полостью пневмоприсоски 4 пневмоканалом 5. В полости сильфона 2 установлен клапан 6, выполненный с возможностью закрытия пневмоканала 5 мембраной 7, подпружиненной пружиной 8 в корпусе 9. Мембранная полость соединена с линией разрежения. Полость сильфона 2 также соединена с линией разрежения. На

корпусе 1 установлен приемник 10 акустического излучения, связанный системой управления 11. Вакуумное захватное устройство захватывает деталь 12.

Устройство работает следующим образом.

При перемещении захватного устройства промышленным роботом в зону, расположенную над деталью 12, мембрана 7

0 закрывает пневмокэнал 5. Так как полость сильфона 2 соединена с линией разрежения, в ней создается давление разрежения ц сильфон 2 сжат, а пневмоприсоска 4 поднята, причем конструктивные параметры

5 (соотношение эффективных площадей мембраны 7 и пневмолинии 5, жесткость пружины 8) вакуумного захватного устройства, а также соотношение давления разрежения и их величина в полости сильфона 2 и в поло0 сти клапана 6 выбираются и настраиваются, задавая мембране 7 автоколебания. Это возможно в связи с тем, что силы, действующие на мембрану 7, направленные в сторону закрытия ее пневмоканала 5,

5 увеличиваются при возникновении щели между мембраной 7 и торцем пневмоканала 5, так как увеличивается эффективная площадь мембраны 7 (добавляется площадь пневмоканала 5).

0В результате этого через пневмоканал 5

волновода проходят акустические волны и выходят из него в направлении рабочей поверхности пневмоприсоски 4. Как только деталь 12 оказывается в рабочей зоне

5 вакуумного захватного устройства, акустические волны, излучаемые клапаном 6, попадают на нее, отражаются и, воздействуя на мембрану, вызывают резонансные явления. Возникает стоячая волна. Акустический

0 приемник 10 воспринимает изменение режима акустических волн и подает сигнал в систему управления 11. Из системы управления 11 поступает команда на взятие детали 12 вакуумным захватным устройством.

5 Увеличивается давление разрежения в полости клапана 6. В результате этого полость сильфона 2 соединяется с полостью пневмоприсоски 4. В результате разгерметизации полости сильфона 2 давление раз0 режения в ней падает, пневмоприсоска 4 опускается вниз к детали 12. Кактолько произойдет касание, воздух начинает откачиваться из полости пневмоприсоски 4 и происходит захват детали 12. После дости5 жения усилия захвата, необходимого для удержания детали, происходит подъем пневмоприсоски. Момент подъема рассчитывается и регулируется усилием пружины 3. Таким образом вакуумное захватное устройство осуществляет опускание пневмоприсоски 4, захват детали 12, подъем ее при наличии детали 12 в рабочей зоне вакуумного захватного устройства,

Испытания предлагаемого вакуумного захватного устройства показали его работоспособность.

Применение предлагаемого устройства позволяет расширить область применения простейших промышленных роботов за счет перевода их в класс адаптивных.

Формула изобретения Вакуумное захватное устройство, содержащее корпус, на котором закреплен пневмопривод линейного перемещения, выполненный в виде сильфона, полость которого связана с пнёвмосистемой, при этом на подвижной части сильфона закреплена

присоска, рабочая полость которой соединена посредством канала и клапана с полостью сильфона, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных

возможностей, оно снабжено установленным на корпусе акустическим приемником, а клапан выполнен в виде источника акустического излучения и содержит полый корпус, полость которого разделена подпружиненной относительно корпуса клапана мембраной, при этом одна часть полости соединена с пнёвмосистемой, а другая соединена с полостью сильфона и посредством дополнительно введенного акустического

волновода, установленного в канале, - с полостью присоски, причем мембрана имеет возможность перекрытия канала волновода.