Устройство для перемещения манипулятора Советский патент 1982 года по МПК B25J9/00 B25J7/00 

Изобретение относится к машинои приборостроению и преднгдзначено для использования в автоматизированном технологическом оборудовании, Известно устройство для перемещения манипулятора, содержащее установ ленную на неподвижной плите подвижную плиту, соединенную с пантографом имеющим рукоятку ручного управления На верхней плите устройства установлена каретка, снабженная электромагнитами для поочередного сцепления с нижними плитами tl3 Однако постоянное давление каретки на подвижную п;п-1ту нагружает ее как во время рабочего движения, при котором они сцепляются, так и при вспомогательном ходе, когда каретка сцепляется с неподвижной п:п1той. Это почти в два раза снижает КПД известного устройства. Шзирование каретки на подвижной плите, которая в свою очередь базируется на неподви ной плите, определяется суммоГ погрешностей изготовления этих плит, что,является недостаточно точным. Нестабильное двухпозиционное перемещение подвижной плиты и отсутствие жесткой временной связи между движением рукоятки и нажатием одной из кнопок электромагнита понижает точность и быстродействие шаговых перемещений каретки. Цель изобретения - повышение точ ности и быстродействия шаговых перемещений каретки манипулятора. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем систему управления, каретку, две эквидистантные направляющие, не менее чем одна из которых подвижна, и фиксаторы, установленные на каретке, подвижная направляющая дополнительно снабжена двухпозиционным приводом, соединенным с системой управления, снабженной управляемым переключателем, инверсные выходы которого соединены с фиксаторами каретки, взаимодействующей поочередно с каждой направляющей. Подвижная направляющая может быть снабжена двухпозиционным линейным приводом или двухпозиционньм приводом вращения. ,Цвухпозиционньй привод врап;ения может быть установлен на двухпозиционном линейном приводе. Устройство может быть снабжено двумя подвижными направляющими поочередного действия, Осуществление шагового качательного движения подвижной направляющей посредством двухпозиционного при вода, соединенного с системой управ ления, позволяет обеспечить высокую точность Бшговых перемещений взаимо действующей с подвижной направляющей посредством фиксатора каретки. Наличие в системе управления управляемого переключателя, инверсные выходы которого соединены с фиксаторами каретки, позволяет обеспечить последовательное шаговое перемещение каретки совместно с движением подвижной направляющей в направлении транс портирования, полностью разгружая ее при вспомогательном ходе. Это повышает точность перемещения каретки и увеличивает КПД устройства. Синхронное, по сигналам системы управления, периодическое взаимодействие фиксаторов каретки с эквидистантньми направляющими, согласованное с движением двухпозиционного при вода, позволяет повысить быстродейст вие шаговых перемещений каретки. На фиг, 1 изображен вариант конструкции устройства для перемещения манипулятора, содержащего двухпозиционный линейный привод на фиг. 2 то же, содержащего двухпозиционный привод вращения; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг, 2; на фиг, 4 - вариант устройства для перемещения манипулятора, содержащего дв- хпозиционный привод вращения, установленный на двухпозиционном линейном приводе , на фиг. 5 - вариант конструкции, содержащей две подвижные направляющие поочередного действия. Устройство для перемещения манипулятора содерххит каретку 1, являющуюся его ведомым органом, установленную в независимых эквидистантных направляющих 2 и 3, одна из которых например 3, подвижна, выполненных в корпусе 4. В варианте устройства, (фиг.1) подвижная направляющая 3 выполнена в виде гибкой ленты, закреп енной в корпусе 4 одним концом и одпружиненр1Ой к нему пружиной 5 другим концом. В варианте устройства (фиг.2 и 4) подвижная и неподвижная независимые направляющие выполнены в виде эквидистантных цилиндрических поверхностей, а на фиг.5 обе направляющие 2-3 подвижны и выполнены в виде эквидистантных независимых стержней, расположенный в пазах корпуса 4. На каретке 1 установлены фиксаторы 6 и 7 для поочередного взаимодействия с направляющими 2 и 3, нагружая их при этом кареткой 1. В варианте устройства (фиг,1) фиксаторы 6 и 7 выполнены в виде пневматических каналов с развитой поверхностью на рабочей поверхности. На фиг. 2-4 фиксаторы выполнены в виде кольцевых элементов, изготовленных из пьезокерамического материала, деформируемого при поступлении на него электрического сигнала. На фиг.2 фиксаторы 6 и 7 выполнены в виде штоков, расположенных в электромагните 8. Подвижная направляющая дополнительно снабжена двухпозиционным приводом, на фиг.1 он линейный и включает в себя серповидную выемку 9, выполненную в корпусе 4; на фиг. 2-4 двухпозиционный привод выполнен в виде привода вращения и содержит биморфную пьезокерамическую пластину 10, один конец которой закреплен на корпусе 4, а другой взаимодействует с подвижной направляющей 3 посредством закрепления на ее поверхности. Устройство снабже11о также двухпозиционным линейным приводом, выполненным в виде пьезокграмической плиты 11; на которой установлен двухпозиционный привод вращения (фиг.4), Направляющие 2 и 3 подвижизле, двухпозиционный линейный привод каждой из них выполнен в виде электромагнитов 12 и 13 со штоками. Двухпозиционный привод соединен с системой управления (фиг.З). Система управления снабжена управляемым пере-ключателем 14, соединенны - инверсными выходами с электропневмоклапангми 15 и 16, обеспечивающими поочеред,ное сообщение фиксаторов 6 и 7 с источником вакуума (фиг.1). На фиг.2 система управления выполнена анал.огично, причем управляемый переключатель на инверсных выходах имеет электрический высоковольтный потенциал. Соединение дв т-пюзиционного привод; с системои управления может быть через дополнительньш элемент задер ки или как показано на фиг.1 и фиг.2 - непосредственно с одним из инверсных выходов управляемого пер ключателя. При этом функцию элемен та задержки выполняет непосредстве но сам двухпозиционный привод, за счет своей, инерционности. Устройство работает следующим о разом. По сигналу системы управления срабатывает фиксатор 7, фиксируя к ретку 1 на подвижной направляющей Одновременно сихнал системы управл ния поступает на двухпозиционный п вод и последний, с небольшой задер кой, необходимой для надежного сце ления фиксатора 7 с направляющей 2 осуществляет шаговое перемещение подвижной направляющей 2 и закрепленной на ней каретки 1. Полость серповидной выемки 9, сообщается с вакуумом что обеспечивает втягивание в нее гибкой ленты с одновреме ным линейным перемещением ее }1едеформированного участка (фиг.1). При поступлении сигнала системы управления на пластину 10, последн деформируется и при ее изгибе происходит угловой поворот на щаг подвижной направляющей 3 (фиг.2 и З) При поступлении сигнала системы управления на плиту 11 последняя, деформируясь, обеспечивает шаговое линейное перемещение направляющей 3, дополнительное к ее угловому повороту от пластины 10 (фиг.4). Затем от инверсного выхода системы управления поступает сигнал на фиксатор 6 и последний обеспечивает закрепление каретки на направляю.щей 2, а разгруженная подвижная на правляющая 3 двухпозиционпым приводом возвращается в исходное положение. Дальнейшая работа устройства осуществляется аналогично. В зависимости от сочетания используемых в нем направляющих, соединенных с соответствуюш ми двухпозпцноннымь приводами получаем как шаговые линейное или вращательное движения каретки 1, так и комбинацию этих двух видов движения. Устройство для автоматизации манипулятора, (фиг.5) позволяет обеспечить шаговое перемещепие каретки 1 с почти в двое больше; частотой, па счет гюочерехпюго шаго 64 вого перемещения каждой из подвижных направляющих, исключаюш 1Х простой каретки в период вспомогательного движения направляющей. Для реверсирования направления движения каретки 1 изменяют системой управления момент срабатывания фиксаторов 6 и 7 относительно направления шагового двухпозиционного движения подвижной направляющей. По сравнению с известными устройствами, наличие в предлагаемом колебательного ведущего узла, в виде двух направляющих, одна из которых снабжена двухпозиционным приводом, связанным с системой управления, подключенной инверсными, выходами к фиксаторам, установленным на каретке, позволяет повысить степень автоматизации манипулятора, сделать его более надежным. За счет простоя конструкции, устройство может с успехом использоваться в комплексе автоматизированного оборудования, которым оснащаются приборостроительные предприятия. Можно управлять предлагаемым устройством с помощью ЭВМ, что повышает его универсальность . Устройство обеспечивает широкий диапазон величины шага перемещения, в зависимости от выбора типа двухпозиционного привода, от долей микрона до нескольких сантиметров, с различной частотой шаговых перемещений, по одной, двум или трем координатам. Отсутствие в нем ьгакопленной шаговой погрешности обеспечивает высокую точность шаговых перемещений, что позволяет исключить различные датчики и осуществить требуемое перемещение ведомого звена задаваясь частотой импульсов системы управления. Устройство для автоматизации маниiпулятора может быть изготовлено как в малогабаритном исполнении микроманипулятора , так и с размерами, определяющими получение высокой мощности. Оно может быть изготовлено из широко распространенных деталей. Так могут применяться выпускаеьые промышленностью тшевмоцилиндры, направляющие, пьезокерамические изделия . Устройство может быть использовано как в лабораторном высокоточном оборудовании, так и в пром1)1шленных системах. Формула изобретения 1. Устройство для перемещения манипулятора, содержащее систему управления, каретку, фиксаторы, уст новленные на каретке и две эквидистантные направляющие, при этом не менее, чем одна из направляющих подвижна, отличающееся тем, что, с целью повышения точност и быстродействия шаговых перемещени подвижная направляющая дополнительно снабжена двухпозиционным приводом, соединенным с системой управле ния, которая дополнительно снабжена управляемым переключателем, с инверсными выходами которого соединены фиксаторы каретки, которая установлена с возможностью поочеред ного взаимодействия с каждой направ ляющей. 68 2.Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что подвижная направляющая снабжена двухпозиционным линейным приводом. 3.Устройство по п.1, о т л ичающееся тем, что подвижная направляющая снабжена двухпозиционным приводом вращения. 4.Устройство по ПП.1, 2 и 3, отличающееся тем, что двухпозиционный привод вращения уст новлен на двухпозиционном линейном приводе. 5.Устройство по п.1, о т л и чающее ся тем, что оно снабжено двумя подвижными направляющими. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №276703, кл. В 25 J 7/00, 1969.