Пневмогидравлический робот

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Рц 1 574292 союз Советских Социалистических Республик(51) Ч. Е сударственныи комитетсвета Министров СССРпо делам изооретенийи открытий 53) УДК 621.791,763,1Н, Н. Новиньков осударственный институт по проектированию заводов автомобильной промышленностиПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РОБОТ Изобретение относится к сварочной технике и может быть использовано в кузовом производстве автомобилестроения, а также в производстве различных пространственно-сложных штампованно сварных узлов машиностроения (вагоностроения, тракторостроения) .Известны промышленные роботы, в которых в качестве рабочего инструмента применены сварочные клещи ЕЦ. Эти роботы способны сваривать пространственно сложные швы на кабинах грузовых или кузовых легковых автомобилей,К недостаткам промышленных роботов относятся: сложность и высокая стоимость изготовления, монтажа, наладки и эксплуатации электро- и гидропривода с электронным управлением; необходимость использования высококвалифицированного труда рабочих, обслуживающих робот, и инженерного труда для программирования операций на вычислительном центре; ограниченный объем электронной памяти, позволяющий сваривать за один цикл не более 80 - 90 точек, так как на одну сварную точку в пространстве затрачивается 3 - 4 команды из памяти робота, объем которой не превышает 360 команд; высокая точность установки изделия в рабочем пространстве робота; отсутствие обратной связи между инструментом и памятью робота; разомкнутая система управления. Известен пневмогидравлический робот, содержащий консоль с рабочим инструментом, в полости которой выполнены каналы питания сжатым воздухом, поворотные и линейные 5 пневмоприводы с гидротормозами, гидравлические полости каждого из которых соединены между собой через пневмоуправляемые двухлинейные гидропрерывателн и гндродроссель и с гидробаком через погруженные в тор мозную жидкость обратные клапаны, пневматические полости связаны с блоком из четырех воздухораспределителей, удерживающих пневмопоршни в заданном среднем положении, и соединены с логическим пневмоблоком 15 системы управления, с которой связаны путевые пневмодатчики линепных и поворотных перемещений 2.Это устройство обеспечивает плавное перемещение рабочего инструмента благодаря гид равлическим демпферам (гидродросселям) .Однако для сложных пространственных перемещений сварочных клещей оно не пригодно, так как не имеет обратной связи, по углу для стабилизации совместных перемещений линей ных приводов в зависимости от положениясварочных клещей в пространстве.Целью изобретения является адаптация кгеометрическим возмущениям в базировании и сборке сварного узла, а также обеспечение 30 переналадки на сварку разных типов изделий.3Это достигается тем, что рабочий инструмент выполнен в виде сварочных клещей с приводом сжатия и приводом дополнительного раскрытия, установленных в гироскопе, имеющем ось вращения клещей, главную ось, основную ось и дополнительную ось наклона главной оси от самостоятельного пневмогидропривода, полости пневмоприводов через логический блок связаны с парами выходов четырехлинейных пневмодатчнков углового отклонения осей гироскопа, расположенных по одному на оси вращения клещей, основной и дополнительной осях, а на главной оси расположено по два четырехлинейных датчика и один шестилинейный датчик, при этом один вход указанных датчиков связан с линией питания сжатым воздухом привода раскрытия клещей от выполненного в консоли канала, а второй вход соединен с атмосферой, гидродроссель, соединяющий полости гидроцилиндров, выполнен с сопротивлением, регулируемым в зависимости от заданной скорости шагания клещей между сварными точками, полости гидро- цилиндров соединены между собой парой дополнительных параллельно соединенных одноименных с одним из линейных приводов переменных линейных гидродросселей, служащих датчиками скорости, киематически связанных с двумя осями гироскопа, образующими смежные узлы, и имеющих сопротивления, меняющие свою величину пропорционально от минимума к бесконечности и наоборот - через каждые четвсрть оборота гироскопической оси, причем па каждой оси гироскопа расположено по два разноименных указанных угловых гидродросселя, присоединенных к тем парам гидротормозов взаимно перпендикулярных приводов, к плоскости проекций двух направлений движения которых в начальном положении обращена одна из осей, как третья ось декартова пространства, у каждой пары разноименных угловых гидродросселей, кинематически связанных с главной осью, основной и дополнительной осям гироскопа, величины сопротивлений сдвинуты по фазе на четверть оборота осей, при этом один из пары гидродросселей на оси вращения клещей, имеющих одинаковые величину и фазу сопротивлений, параллельно присоединен к гидротормозу линейного привода подач, перпендикулярных к фронтальной плоскости слежения, а другой гидродроссель установлен с возможностью поочередного соединения с гидротормозами поворотных приводов основной и дополнительной осей гироскопа.Консоль, несущая сварочные клещи, выполнена Г-образной и телескопически соединена с основной осью гироскопа.Кроме того, каждый четырехлинейный датчик выполнен в виде кольца с уплотнениями, охватывающего соответствующую ось гироскопа и имеющего две канавки по одной окружности, из которых одна соединена с атмосферой, а другая соединена с линией питания сжатым воздухом привода раскрытия клещей, при этом указанные канавки отделены одна от другой диаметрально противоположными перегородками, перекрывающимивыходные отверстия,5 Шестилинейный датчик выполнен в видекольца с уплотнениями, охватывающего главную ось гироскопа и имеющего две канавки поодной окружности, разделенные двумя перегородками, расположенными под прямым углом10 к центру кольца, попеременно перекрывающими четыре диаметрально противоположныхвыходных отверстия, при этом оси одной пары отверстий указанного датчика расположены в одной плоскости с осями выходных от 15 верстий четырехлинейных датчиков.На фиг. 1 показан общий вид робота относительно пространственных осей; на фиг, 2 -кинематическая схема сварочных клещей сощупами и путевыми трехлинейными пневмо 20 датчиками положения клещей и компенсационными пружинами; на фиг. 3 - связь угловых пневмодатчиков направления линейныхподач, путевых пневмодатчиков программного цикла и пневмодатчиков клещей с логиче 25 ским пневмоблоком и с электросхемами сварочной установки и транспортера изделия; нафиг. 4 в бл из четырех воздухораспределителей; на фиг. 5 - поперечные разрезы управляющих пневмодатчиков на главном валу30 гироскопа со схемой соединений; на фиг. 6 -кинематическая схема робота и ее связь с угловыми гидродросселями и системой пневмогидравлического управления; на фиг. 7 -- блоксо схемой соединения угловых гидродроссс 35 лей-датчиков и гидродросселей шага с тормозным гидроцилиндром; на фиг. 8 - три основных варианта работы клещей относительнотрех плоскостей слежения: а) у плоскостиХОХ, б) у плоскости УОХ и в) у плоскости40 ХО У.При рассмотрении сущности изобретенияследует иметь в виду следующее.Начальным положением названо такое статическое положение, при котором одни оси ги 45 роскопа параллельны, а другие перпендикулярны к осям трехмерного пространства иплоскость клещей совмещена с одной из осевых плоскостей того же пространства.Плоскостью клещей названа плоскость,50 проходящая через вылеты и электроды сварочных клещей,Гироскопом названо гироскопическое устройство, которое содержит ось вращения клещей, главную, основную и дополнительную55 оси,Осью вращения клещей названа ось, лежащая в плоскости клещей и совпадающая сосью гироскопического кольца, в которую онивмонтированы.60 Главной названа ось гироскопа, перпендикулярная в начальном положении к фронтальной плоскости слежения.Основной названа ось гироскопа, перпендикулярная в начальном положении к главной65 гироскопической оси.Дополнительной названа ось наклоненияглавной или основной оси гироскопа.Фронтальной плоскостью слежения названаодна из осевых плоскостей трехмерного рабочего пространства, к которой обращена поверхность свариваемого фланца.Робот выполнен в виде кинематической системы, состоящей из сварочных клещей 1,смонтированных в гироскопическом кольце 2,вращаемом главной гироскопической осью 3,шарнирно соединенной с основной осью 4 гироскопа через ось 5, жестко прикрепленную кподшипниковому узлу оси 3.Подшипниковый узел основной оси 4 присоединен к подвижной части консоли привода6 через ее отогнутую часть 7 с двумя одинаковыми шлицевыми соединениями на концах, которые жестко застопорены.В гироскопе смонтировано четыре поворотных привода, а весь гироскоп выполнен перемещаемым линейно в трех направлениях Х; Уи 2 трехмерного декартова пространства тремя линейными приводами: двумя горизонтальными 8, 6 и одним вертикальным 9.На гироскопическом кольце 2 смонтированповоротный привод 10 вращения клещей, наподшипниковых узлах главной 3 и основной 4осей гироскопа смонтированы соответственноповоротные приводы 11 и 12 вращения. Между основной осью 4 и подшипниковым узломглавной оси 3 расположен прикрепленный кним шарнирно дополнительный привод 13.Четыре поворотных и три линейных привода робота выполнены в виде блоков из двухцилиндров - силового пневматического и тормозного гидравлического - с жестко соединенными штоками,Привод 8 смонтирован на рабочей тележке,перемещаемой в направляющих 14, прикрепленных к платформе-основанию 15, фиксируемой при перемещении пневмоцилиндром 16 изисходного в рабочее положение зубом 17 пневмоцилиндра-фиксатора 18, попадающим водин из пазов пилообразной фиксирующейрейки 19. На клещах 1 парами расположеныдатчики 1 - Х положения клещей, выполненные в виде трехлинейных путевых пневмоэлементов ДА.Датчики 1 и П, чувствительные к неперпендикулярности гироскопической оси вращенияклещей к касательной искривления кромкисвариваемого фланца, связаны с осевым ходомглавных щупов-роликов 20 в направлении ккольцу 2.Датчики 111 и 1 Ч, чувствительные к отсутствию свариваемого фланца или искривлениюего внешнего отвода, также связаны с осевымходом главных щупов-роликов 20 через скобы21, но в направлении от кольца 2.Датчики Ч и Ч 1, предохраняющие клещи отстолкновений с резкими изгибами внутреннегоотвода свариваемого фланца, связаны с ходом предохранительных щупов-усиков 22 вплоскости, перпендикулярной к плоскости клещей,6Датчики И и И, чувствительные к гофрам фланца и направлении к электроду 23, связаны с качательным движением скоб 21 от радиального хода главных щупов-роликов 20 в плоскости, параллельной плоскости клещей.Датчики 1 Х и Х, чувствительные к тем жегофрам, но в направлении к электроду 24, связаны с качательным движением рычагов 25, 10 присоединенных к направляющим осей вспомогательных щупов-роликов 26.Пневматические выходы датчиков связаныс входами логического пневмоблока, в состав которого включен электропневматический кла пан (воздухораспределитель) 27 подвеснойсварочной установки, связанный с пневмоцилиндром 28 сварочных клещей, имеющим рабочцц поршень 29 и поршень 30 дополнительного раскрытия электродов.20 С полостью дополнительного раскрытияэлектродов цилиндра 28 связан выход распределителя 31, лнцця управления которым подключена к логическому ццевмоблоку.Кронштейн 32 крепления роликов-сателли тов 33 гироскопического кольца 2 с ведомойшестерней 34 привода вращения 10 клещей установлен с возможностью качения относительно осц 35 на обойму 36 с гнездами для компенсационных пружин 37, вставленных в 30 соответствующие гнезда кронштейна 32,Все ццевмоицлццдры, кроме цилиндра-фиксатора 18, подкл;очены к блоку А из четырех воздухораспредслцтслей, удерживающему цилиндр в любом среднем положении при отсут ствии команд от логического пневмоблока, ацилиндр 18 подключец непосредственно к логическому пневмоблоку Б, содержащему его воздухораспределцтель (ца чертеже не показан).40 Через логический пцсвмоблок полости линейных приводов связаны с парами выходов четырехлцнейных угловых пцевмодатчиков направления движения, выполненных в виде пневмомуфт.45 На гироскопической осц вращения клещейрасположена муфта 38, на главной осп 3 гироскопа расположено две такцх муфты 39 и 40 вместе с третьей шестцлцнейной муфтой 41, четыре диаметрально противоположных выхо да которой попарно подключены к входамдвух пневматических элементов ИЛИ 42 и 43, имеющих связь выходов с двумя входами логического пневмоблока Б.На дополнительной ц основной осях соответственно расположены муфты 44 ц 45.Из двух входов пцевмомуфт через осц гироскопа один связан с каналом 46 раскрытия сварочных клещей, присоединенным к пневмоклапану 27 сварочной установки, входящему 60 в состав логического пневмоблока, а второйсвязан с атмосферой.Корпусы муфт выполнены в виде колец 47с уплотнениями, охватывающими отсеки гироскопических осей с двумя канавками 48 и 49 65 в муфте 41 и канавками 50 и 51 в остальныхмуфтах по одной окружности, из которых канавки 48 и 50 соединены с атмосферой, а канавки 49 и 51 - с каналом внутри оси, связанным с каналом 46 логического пневмоблока Б,В отсеках муфт с двумя выходами две одинаковые канавки 50 и 51 отделены друг отдруга диаметрально противоположными перегородками 52, повернутыми на главной оси 3в отсеках муфт 39 и 40 по отношению друг кдругу на 90. А в отсеке для муфты 41 двеканавки 48 и 49 выполнены разной длины иотделены друг от друга такими же перегородками 52, расположенными под прямым угломк центру сечения оси, в начальном положениисимметрично разделенным вертикальной осьюпространства.Длина перегородки 52 по окружности выполнена перекрывающей диаметр выходногоотверстия корпуса муфт. Выходы всех управляющих пневмомуфт жестко ориентированы поосям рабочего пространства робота,Через эти же гироскопические оси засверлены каналы 53 (питание пневмодатчиков иблоков А сжатым воздухом) и каналы 54(сжатие клещей), которые переходят с оси наось через пневмомуфты-коллекторы 55.Остальные блоки А пневмоцилиндров, логический пневмоблок Б и путевые пневмодатчики 56 - 63 запитаны от линии 64, связаннойнепосредственно с сетью сжатого воздуха.Датчик 56, контролирующий наличие изделия в пространстве робота, выполнен четырехлинейным; датчик 57, контролирующий исходное положение цилиндра 16, выполнен трехлинейным запоминающим (вместо возвратнойпружины канал подпора соединен с логическим пневмоблоком); датчик 58, контролирующий рабочее положение цилиндра 14, датчики 59 и 60, контролирующие исходное и рабочее положение цилиндра 18, и датчики 61,63, контролирующие окончание цикла работы гироскопа, выполнены трехлинейными; адатчик 62, контролирующий окончание слежения по периметру фланца выполнен, как и56 - четырехлинейным,На фиг. 3 пунктирными линиями показанаэлектрическая связь логического пневмоблока Б, содержащего пневмоэлектрические датчики, преобразующие пневмосигналы в электрические, с электросхемой сварочной установки и электросхемой устройства, транспортирующего изделие в пространство робота.Все выходы путевых датчиков подключены клогическому пневмоблоку Б.Блок А содержит четыре подпружиненныхтрехлинейных воздухораспределителя 65 - 68.Выходы воздухораспределителей 66 и 67 присоединены к крышкам пневмоцилиндров, Одниих входы связаны соответственно с выходамидвух других распределителей 68 и 65, а вторые входы распределителей 66 и 67 - с атмосферой.Нормально открытые входы второй парыраспределителей 65 и 68 закрыты пробками,а нормально закрытые присоединены к каналу питания сжатым воздухом.Все тормозные гидроцилиндры соединены сблоками В, компенсирующими возможные утечки через обратные клапаны. Параллельно с ними к каждой паре крышек гидроцилиндров присоединены два двухлинейных подпружиненных гидропрерывателя 69 и 70, пневмоканалы управления которых 71 - 77 соеди иены с логическим пневмоблоком Б. Входыгидропрерывателей 69 и 70 последовательно соединены через один переменный гидродроссель 78, имеющий сопротивление, пропорциональное скорости шагания клещей между сва рочными точками и через логический гидроблок Г - с парой параллельно соединенных одноименных с одним из линейных приводов переменных угловых гидродросселей - датчиков скорости 79 и 80, кинематически связан ных с двумя валами гироскопа (а и б), образующими смежные углы, и имеющих сопротивления, меняющие свою величину пропорционально от минимума к бесконечности и наоборот через каждые четверть оборота гиро скопического вала, На каждом валу гироскопа расположено по два разноименных угловых гидродросселя - датчика скорости 79 и 80, присоединенных (исключая ось вращения клещей 1) к тем парам тормозных гидроцилинд ров взаимно перпендикулярных линейныхприводов, к плоскости проекции двух направлений движения которых в начальном полокении обращена ось данного вала, как третья ось декартова пространства.З 5 На фиг. 6 это, например, вал 3 с гидродросселями 81 и 82, одноименными с приводами 8 и 9, в начальном положении перпендикулярен к плоскости, образованной проекциями направлений движения этих приводов; анало гично вал 4 с дросселями 81 и 83 - к плоскости направлений движения приводов 8 и 6, вал 5 с дросселями 82 и 83 - к приводам 9 и 6.У каждой пары разноименных угловых гид родросселей-датчиков скорости, кинематически связанных с одним гироскопическим валом, величины сопротивлений сдвинуты по фазе на четверть оборота вала, кроме пары дросселей 83 и 84 на гироскопической оси кле щей 1, имеющих одинаковую величину сопротивления, из которых дроссель 83 параллельно присоединен к гидротормозу привода, а дроссель 84 поочередно соединен то с приводом 12, то с приводом 13. В состав логического пневмоблока Б входят пневмопульт ручного управления и наладочный пульт (не показаны).Сварочный робот работает следующим образом.60 Робот включает или сварщик-многостаночник, или само изделие. В первом случае сигнал на начало работы передается от пневмопульта ручного управления, а во втором от путевого датчика 56, реагирующего на появ ление в пространстве робота изделия.В обоих случаях пневмосигнал проходит к вхолу (+) блока А (фиг. 3 и 4), который включает одновременно два распределителя 65 и 66, Это обеспечивает соединение штоковой полости с атмосферой через распределитель 66, а бесштоковой полости - с линией питания сжатым воздухом через распределитель 67. Цилиндр 18 ведет до упора платформу-оспование 15 в рабочую позицшо начала работы гироскопа.Взаимодействие элементов пцевмосхемы, связанных с выходом гироскопа в рабочую позицию, показано ца графике последовательности цикла.При этом нужно иметь в виду, что еще в предыдущем цикле (или при накалке) гироскоп механически запомнил то положение, которое он занимал при сварке последней точки (например, точки Д на фиг. 1) сварного шва, за которым робот следил, обходя фланец изнутри проема по часовой стрелке, т. е. момент окончания сварки этой последней точки застал ось 3 наклоненной на угол и приводом 13, а приводами 10 и 9 плоскость клещей расположена нормально к поверхности свариваемого изделия (цаппимер, фланца проема двери кузова автомобиля), для чего она повевнута на угол й. Это положение гироскоп гохоаняет (помнит) и тогда, когда цилиндр 16 находится в отдельном (псходцом) положении. В конттс хода цилиндр 16 воздействует на датчик 58, который через логический пневмоблок Б соелиняет линию (+) блока Ас атмосферой (восстанавливая тем самым первоначальттое состояние схемы фиг. 4). Затем датчик 58 переключает распрелелитель (не показан).Цилинлп-фиксатор 18 совершает ход вперед и зубом 17 попадает в один из пазов фиксирующей рейки 19. Рабочее положение гироскопа достигнуто - клещи 1 вошли в проем изделия.Датчик 60 подает сигнал в логический пневмоблок Б, от которого по каналу 53 подается питание датчикам 1 - Х положения клешей и от пасппслелителя 27 сварочной установки по катталл 46 получают питание все управляюптие пцевмомуфтьт.Логтлтеский пттевлтоблок Б соединяет перекпестно блоки А линейных приводов. Например, сигнал от муфты 39 включает не привод 8, а привод 9, т, е. происхолит установочная подавя клешей вверх в направлеции кромки ЛЕ,В установочной подаче принимает ччастие ппивол 6, полччаютттий сигнал от муфты 44, так как ось 3 гироскопа наклонена на угол тт и ось 5 гироскопа повепнчта в муфте 44 на тот же угол, и ппицимает участие привод 8 по сигналч от мчфты 45, тяк как ось 4 повернута в муфте 45 на чгол В. Так автоматически оппедсляется ттаппавление (зттак) чстановотттотт подачи к свариваемому фланцу. Скорость же установочной подачи определяют угловые гидродроссели-датчики, которые логически гил 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 % роблоком Г соединяются це с одноименными тормозными гцдроццлццдрами, а аналогично вышеописанным связям пневмомуфт с пневмоцилиндрами.Главные щупы-ролшсц 20 доходят ло упора в свариваемую кромку. Скобы 21 отпускают датчики И 1 ц 1 Ч, а затем одновременно нажимают на штоки датчиков 1 и 11. Логический пневмоблок Б воспринимает сигналы от них, как общий сигнал на переключение с установочной на рабочую поля ту, соединяя напрямик управляющие пневмомуфты и угловые гидродроссели-датчикц (через логический гидроблок) с одноименными линейными приводами.Одновременно входящий в логический пневмоблок пневмоэлектрический датчик, заменяющий обычную пусковую кттопку клещей, включает сварочную установтсч на автоматическое повтопение циклов свапки и пауз. Электроды 23 и 24 от пневмоцилиндра 28 сжимают кромки и сваривают их.Во время пауз из трех гидродросселей, присоединенных к одноллу из приводов линейной подачи, один дроссель 78 открыт ровно настолько, чтобы за время паузы клещи перемещалпсь на шаг между точкамц, цо он соединен последовательно с парой паоаллельтто соедннеттных угловых гидродросселей, которые суммарно уменьшают проходное сечение, заданное дросселем 78. В результате суммарная скорость трех приводов подач оказывается постоянной ц птаг клетцей между точками не изменяется при любом пх пространственном положении,При отсутствии возмущающих факторов клещи шагают за время пауз (по сигналу в канале 461. как это видно ца фиг. 1, от точки Д к точке Е свапцого шва изделия.Если линия ДЕ прямая ц параллельная плоскости ХОУ, то каждый шаг проттзводится зя счет совместной подачи двумя прцволамц 8 (Х) и 6, Направление пода тц ппцводя 8 залает муфта 39 на оси 3, так как в это впемя ее канавка 51 соедицеца с выходом 4-Х (фиг.5). Питт этом скорость подачи привода 8 (Х) умецьтцеца по сравнению с максттмяльттой ня величину, пропорттттоттяльнл ю чглл поворота осц 4 на угол Р (фиг. 1). так катс только при значении угла 6, павном нчлто, сумма сопттотцвлечий ця осях 3 ц 4 оавца лтттцттлтлму. Соппотттвлетттте дросселя 86 на осц 4 равно бесконечности, что исключает поля тл в направлении 7, в тоже впемя мл Фта 40 ня оси 3 также занимает положение цейтрали (см. кацавки 50 и 51 на фиг. 5). Стопостт подачи прцвола 6 равна величине, протторнцональной чгловомл отклонению осц 4 ца л гол й от нейтпяльного положения, прц котором линия ДЕ изле тця (фиг. 1) бы.та бы параллельная оси Х - Х. Жидкость в небольшом количестве ппопускает только гцдролроссель 83 ца оси 4, а гилродроссель 83 на клещах закрыт.Если же линия ДЕ ттепрялтай (как, например. кромка ветрового проема кабины иликузова автомобиля), то от датчиков 1 т 11 Ъ 111 или 1 Х - Х проходят команды, заставляющие логический пневмоблок Б подать стлгттал на пневмоблок А привода 10, заставляя клеши повернуться вокруг оси кольца 2 гироскопа на роликах-сателлитах 33. Происходит угловое рассогласование совмещенного положения управляющих пневмомуфт и угловых гидродросселей-датчиков, находящихся на оси клещей, с одноименными муфтами и дросселями гироскопической оси 4, Логические пневмо- и гидроблоки по сигналу с муфты 38 заставляют изменить скорость (и направление) привода 6.Однако, такое рассогласование ликвидируется за счет выдачи логической системой управления команд на блок А привода 13, котопьтй поворачивает весь гироскоп вокруг оси 4 до совметцения плоскости клешей 1 в кольце 2 с плоскостьто гттроскопитеских осей 1 и 3, т. е. пдидод 13 стремится догнать поворот привода 10. Это необходимо для того, чтобы к моментч перехода с горизонтальной части свапиваемой коомктт ДЕ на наклонную кромку ЕЖ горизонтальная ось 3 гироскопа заняла положение, позволяющее сделать повопот кольца 2 ппиводом 11 так, чтобы клещи 1 перешли на этч кромку, сохраняя нормальное для сварки шва положение. Это о.обенно важно для швов на быстроменяющемся в пространстве ветровом проеме кабины или кчзова автомобиля. Пеоеход с горттзоитальной части шва (ДЕ) на наклонную (ЕЖ) осуществляется по команде от предохранительного датчика У 1 (или ч при движении вправо), на который воздействчет рычаг от щупа-усика 22. Этот шчп движется, прикасаясь к сварттваемой кпомке впереди (слева) от щупа 20.Встречаясь с закрчгленпем малого радиуса и тем более с ттезттттм переломом кромки, щуп заставляет сработать датчик ч 1.В логическом пневмоблоке Б при этом создается ситуация, по которой одновременно происходит отключение сварочной установки и отвод клещей от кпомки с одновремент 1 т.тм поворотом оси 3 с кольцом 2 гироскопа в сторону направления основной подачи.При этом от датчтлков 1 и ТТ отходят скобы 21, поданные вперед пружинами главных щупов 20, которые чтрячивают контакт со свариваемой кромкой. Вслед за этим скобы 21 включают датчики 111 и ТЧ, а их общий сигнал воспринимается логическим пневмоб,локом, как сигнал на устяттовочную (попепечную) подачу к сварпваемой кромке, которая описана выше, За несколько поисковых ходо т вперед-назад с поворотом главной оси 3 гироскопа до совпадения с угломтслеттттт заттимают нормальное к кромке ЕЖ положение.Если угол ч меньше 45,то совмешение плоскости клещей с плоскостью, обоязоваттнойт осью. вращения клещей 1 в кольце 2, и главной гттРоскоптт тескойт осьто 3, производится догоняющим двттжеттттем от привода 12. Еслтт угоЛбольше 45, то догоняюитее совтейентте производит привод 13, Переключение с одного на другой привод производит задающая пневмомуфта 41 через логический пневмоблок.Поворот оси 3 с кольцом 2 на угол ч меняет положение канавки 49, сделанной на оси 3 в муфте 41. Это позволяет через логические блоки управлять догоняющим муфту клещей поворотом привода 12 при слежении за искривлением кромки ЕЖ вплоть до достижения прямого угла с линией, касательной к кромке ЕЖ и равной половине дуги канавки 49. После ухода канавки 49 за пределы вертикального отверстия датчика 61 ни в вертикальных, ни в горизонтальных отверстиях нет выходного сигнала.В этом случае невозможно догнать муфту38 ни приводу 12, ни приводу 13, Это может наблюдаться, когда угол дуги канавки 49 меньше 90, что ттелесообпазно, так как при повороте оси 3 на угол 45 система сравнения углов отклонения мчфты 38 и углов муфты 45 на оси 4 и муфты 45 на оси 5 оказывается в пеопреде.ленном положении. Если же угол Ч поворота оси 3 больше 45, то канавка 48 переходит к горизонтальному отверстию муфты 41. Это приводит к тому, что привод 13 догоняет муфту 38, следя за наклоном касательных и вертикальной проекции свариваемой кромки.Зт Подобным образом слежение происходит ипо ччасткч ЖЗ свариваемой кромки, в углу ЖЗИ, а при переходе на участок ЗИ ось 3 в управляющих муфтах поворачивается на 180 по отношению к первоначальномч исходному З 5 положению (у точки Д кромки), Привод 8 начинает ход в обратном направлении. Когда клещи 1 достигнут точки И, лежащей в одной вертикальной плоскости с точкой Д, рабочая тележка своим кчлачком прижимает ролик пу тевого датчика 62. В логическом пневмо- игидроблоке создаются условия для подачи клещей от кромки в соответствующем направлении и с требуемой чстановочной скоростью (по перекрестной схеме и с подключени ем соответствующих доосселей к тормознымгидроцилиндрам). Клещи отходят от свариваемотт кпомки, датчики 1 и 11, опущенные скобой 21, снимают с логического пневмоблока сигнал сварки.50 Ходом скобы 21 вновь включаются датчики111 и Тч, но по их сигналам уже не создается схемы подачи к кромке, так как логический пневмоблок исключил эту возможность.Клеши достигают путевого датчика 61, вы дающего команду, подготавлнвающую систею управления и работе в следчющем цикле, для слежения по кпомке в обратном направлении. Все каналы 53 гироскопа соединяются с атмосферой, Приводы гироскопа запоминают бО свое положение до слелчющего цикла. Воздухораспределитель (не показан) возвращает в исходное. положение цилиндр-фиксатор 18, который отходит назад, отпуская датчик 60, и в конце хода возвращает в исходное положение 65 датчик 59. С выхода последнего через логиче.510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 бэ ский пневмоблок проходит команда к блоку А ца отвод цилиндра 16, Платформа-основание 15 выводит робот из проема изделия, отпуская датчик 58 и в конце хода возвращает датчик 57 в исходное положение. С выхода датчика 57 проходит сигнал в логический пневмоблок, который подает электросигнал в электросхему конвейера, удаляющего готовый сварной узел с рабочего места робота.Удаление изделия восстанавливает исходное положение датчика 56. Логическая система занимает исходное положение лля начала следующего цикла, Робот готов к работе в следующем цикле.К технологическим возмущениям, отрицательно влияющим на автоматическую работу автооператоров и роботов с программным управлением, относятся неточность заготовок (штамповок) и, как результат, неточность сборки; неточность базирования изделия в координатах пространства робота, наличие неплотностей во фланцах и нахлестках (в том числе и от проб контролером отверткой при контроле прочности прихваток); смена серии изделий.Неточность сборки и неточность базирования компенсируется величиной хода срабатывания щупов и датчиков клещей, которые при установочной поперечной подаче наталкиваются ца ттеправильтто (по отношению к предыдущему изделию) расположенную в пространстве кромку. При этом одновременно радиальное качение двух главных щупов 20 означает, что клещи идут к изделию с риском натолкнуться электродом 23 на кромку. Это приводит к набеганию на кромку одновременно двух главных щупов 20 с качательным движением скоб 21 прежде, чем успеют сжаться пружины главных щупов. В этом случае одновременно срабатывают датчики И 1 и У 1 П. От них одновременно проходят сигналы в логический пцевмоблок Б, который в свою очередь выдает сигнал приводу 6 на рефлекторный отвод клешей от улара электродом о кромку.Неплотности между свариваемыми фланцами или нахлестками вызывают при рабочей почаче одновременную разлвижку щупов 20 и 26 и олцовременное спябатьтвание датчиков Ч 11 и 1 Х или Ч 111 и Х. В этом случае логический пневмоблок своим сигналом заставляет сработать трехходовой воздухораспределитель 31, в исходном положении подключенный к каналу 53, по схеме НЕ. Порцтетть 30 поднимается, а за ним делает дополнительный ход поршень 29, увеличивая расстояние межчу электродами сварочных клешей. Это позволяет пропустить межл электродами утолщение фланца (нахлестки), а в момент включения сварки - сжать его и ликвидироватьзазор.Если полокение то тек начала и окончания сварки шва изделия новой серии в пространстве робота находится в пределах срабатывания щупов и положение птевьтх датчиков 61 и 63 неизменно, то переход на новую серию мокет быть осуществлен без псреналадки робота, так как с переходом к слежению за кромкой робот забывает свое первоначальноеположение, а окончацие слежения застает еев новом положении, которое робот и запоминает для продолжения сварки последующиходинаковых изделий цовой серитт.Если же изделия новой серии сутцественцоотличаются от прельтлуцтей, то к первому изделию новой серии гироскоп подводят с помощью рабочего и наладочного пультов, гдеразмещены кнопки тталадотттого управленияблоками А приводов 13, 12 и всех трех линейных приводов.Они позволяют цндпвидуальцо у каждогопривода открывать гидротормоз, не нарушаяпамяти других правильно установленных. Этопозволяет грубо подводить к кромке сварочные клещи, наклонять их ось по плоскостифланца (угол а), ориентировочно поворачивать весь гироскоп относительно вертикальнойоси (на гол р). При необходимости датчики58, 61 и 63 переносят на новое место по изделию. Для опробовация робота без сварки цанепрерывном слежении по кромке отключают пневмоэлектрический датчик логическогопневмоблока, связанный со сварочной установкой.Для сварки вцешцпх Флацттев (напрттмер.крыши с передней, задней и боковыми тастями кхзова, флаьтцсв коробчатых узлов типабензобаков) необходимо штоки датчиков 61и 63 повепнть к кромке с внешней стороныфланца, а не наоборот, как этого требутотвн тренние фланпы.В показанных на фиг. 1 и 3 схемах положением путевого датчика 62 и ку,тачка нярабочей тележке определяется точка началаи точка окончания сварки незамкнут тьтх С-образных швов, являющихся полупериметромз а м кнттьтх швов.Для сварки П-обоязцых или симметричныхим швов датчик 62 ц управляюнтцй ттхт ттулячок нужно разместить относительно вертикального приводя 9, тте перецалажцвяя никаких др гттх элементов системы,Перецаладка ообота на свартт замкнутыхшвов заключается в том, чтобы исключитьпоявление пепвого сигналя от путевого гидропттерьтвателя 69 при цажятцц ття него клачтя полупериметпа (на рабочей тележке),но выдать второй сигнал, свидетельствующийо зямьткантттт полного пеоиметра шва.Прп сварке полных (замтснутьтх) периметров олин из латчтттсов 61 или 63 нетяствуетв работе. а направление ходя приводов необходимо в ттовохт ттцкле сменить ня противоположное, так как они не могут из-за огпанттчеттности хола повторять обороты главной оси гироскопа в одном ц том же направлении.Это достигается переключениями элементовналадочного пульта логического пневмоблока.Сварка прямых (полупрямых или искривлеиных) швов, являющихся частью замкнутых5 10 1520 25 30 35 40 45 50 55 60 65 швов, производится с дооавлснцем к показанной на фиг. 3 схеме путсвАх дстпкоц ц частных логических, обеспечивающих начало, окончание п маршевые перемещения клещей, которые являются обы;цым проектированием частых случаев специального использования универсальных возможностей робота.Фронтальная плоскость слежения в зависимости от расположения свариваемого фланца в пространстве является переменной. На фпг. 1 и 8 а рассмотрен случай слежения цо фронтальной плоскости (плоскостям), параллельной плоскости ХОУ,Для сварки швов передних и задних окон кузовов фронтальной плоскостью уже является плоскость УОХ (фиг. Зб), а при сварке периметра крыши - плоскость ХОУ (фиг. 8 в).Могут быть и смешанные случаи фланцевых соединений, для которых фронтальная плоскость может быть выделена лишь условно.Слежение в плоскостях, параллельных плоскости УОХ (фиг. 8 б),Консоль отогнутой частью 7 обращают к свариваемому фланцу, сохраняя положение гироскопических осей, как оци показаны на фиг, 1 по отношению к данной фронтальной плоскости слежения.Переналадка в этих случаях сводится к следующему: датчик 62 и управляющий им кулачок ориентируются относительно оси У - У (фиг. 1).Помимо путевых клапанов, управляющих подводом и фиксацией рабочей тележки к изделию, необходимы путевые клапаны установочного хода привода для ввода клещей в проем и для вывода их из проема.Изменяется коммутация (на фиг. 3 и 6) вместо блоков А и В привода 6 долкы быть блоки А и В привода 8, а место последнего в пневмо- и гидроолоках займет привод 6.Этого достаточно для обслуживания фронтальной плоскости УОХ.Для сварки швов крыши подшипниковый узел крепления вертикальной оси 4 гироскопа ориентируют вдоль оси У - У. Это изменяет положение главной и основной осей гироскопа (ось 3 из горизонтального начального положения переходит в вертикальное, а ось 4 в горизонтальное положение), по не изменяет их назначения: ось 3 остается главной, а ось 4 - основной. Как и в предыдущем случае, датчик 62 нужно сориентировать по оси У - У (фиг. 1).На фиг. 3 и 6 схема соединений измешггся так: роль блоков А и В привода 6 займут блоки А и В привода 9, а место последнего в логических пневмо- и гидроблоках займет привод 6, что аналогично предыдущему случаю. Этого достаточно для сварки швов, проецируемых на плоскость ХОУ.Технико-экономический эффект от применения робота заключается в воэможности авто.- матизации сваро.ной операции, . требующей тяжелого физического труда, в сиикепи капитальных и эксплуатационных расходов по сравнению с применением роботов с электронным управлением, в возможности полного высвобождения двух сварщиков, работающих у конвейера (при двухсменном режиме работы) или частичного их высвобождения при многостаночном обслуживании отдельных рабочих мест. Определенный эффект может быть получен и от снижения требований к точности транспортировки и базирования изделия в пространстве робота.Формула изобретения1. Пневмогидравлический робот преимущественно для контактной точечной сварки фланцевых швов, содержащий консоль с рабочим инструментом, в полости которой выполнены каналы питания сжатым воздухом, поворотные и линейные пневмоприводы с гидротормозами, гидравлические полости каждого из которых соединены между собой через пневмоуправляемые двухлинейные гидропрерыватели и гидродроссель и с гидробаком через погруженные в тормозную жидкость обратные клапаны, пневматические полости связаны с блоком из четырех воздухораспределителей, удерживающих пневмопоршни в заданном среднем положении, и соединены с логическим пцевмоблоком системы управления, с которой связаны путевые пневмодатчики линейных и поворотных перемещений, отличающийся тем, что, с целью адаптации к геометрическим возмущениям в базировании и сборке сварного узла и обеспечения возможности переналадки на сварку разных типов изделий, рабочий инструмент выполнен в виде сварочных клещей с приводом сжатия и приводом дополнительного раскрытия, установленных в гироскопе, имеющем ось вращения клещей, главную ось, основную ось и дополнительную ось наклона главной оси от самостоятельного пневмогидропривода, полости пневмоприводов через логический блок связаны с парами выходов четырехлицейных пцевмодатчиков углового отклонения осей гироскопа, расположенных по одному на оси вращения клещей, основной и дополнительной осях, а на главной осц расположено по два четырехлинейных датчика и один шестилицейный датчик, при этом один вход указанных датчиков связан с линией питания сжатым воздухом привода раскрытия клещей от выполненного в консоли канала, а второй вход соединен с атмосферой, гцдродроссель, соединяющий полости гидро- цилиндров, выполнен с сопротивлением, регулируемым в зависимости от заданной скорости шагания клещей между сварными точками, полости гидроцилиндров соединены между собой парой дополнительных параллельно соединенных одноименных с одним из линейных приводов переменных линейных гидродросселей, служащих датчиками скорости, кинематически связанных с двумя осями гироскопа, образующими смежные углы, и имею. щцх сопротивления, меняющие евою величи.25 Зо ну пропорционально от минимума к бесконечности и наоборот - через каждые четверть оборота гироскопической оси, причем на каждой оси гироскопа расположено по два разноименных указанных угловых гидродросселя, присоединенных к тем парам гидротормозов взаимно перпендикулярных приводов, к плоскости проекций двух направлений движения которых в начальном положении обращена одна из осей, как третья ось декартова пространства, у каждой пары разноименных угловых гидродросселей, кинематически связанных с главной осью, основной и дополнительной осями гироскопа, величины сопротивлений сдвинуты по фазе на четверть оборота осей, при этом один из пары гидродросселей на оси вращения клещей, имеющих одинаковые величину и фазу сопротивлений, параллельно присоединен к гидротормозу линейного привода подач, перпендикулярных к фронтальной плоскости слежения, а другой гидродроссель установлен с возможностью поочередного соединения с гидротормозами поворотных приводов основной и дополнительной осей гироскопа.2. Робот по п. 1, отличающийся тем, что консоль выполнена Г-образной и телескопически соединена с основной осью гироскопа.3. Робот по п, 1, отличающийся тем, что каждый четырехлинейный датчик выполнен в виде кольца с уплотнениями, охватыва 5 10 15 20ющего соответствующую ось гироскопа ц имеющего две канавки по одной окружности, пз которых одна соединена с атмосферой, а другая соединена с линией питания сжатым воздухом привода раскрытия клещей, при этом указанные канавки отделены одна от другой диаметрально противоположными перегородками, перекрывающими выходные отверстия.4. Робот по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что шестилпнейный датчик выполнен в виде кольца с уплотнениями, охватывающего главную ось гироскопа и имеющего две канавки по одной окружности, разделенные двумя перегородками, расположенными под прямым углом к центру кольца, попеременно перекрывающими четыре диаметрально противоположных выходных отверстия, при этом осн одной пары отверстий указанного датчика расположены в одной плоскости с осями выходных отверстий четырехлинейных датчиков. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США ЛЪ 3763344, кл. 219 - 116, 1973.2, Опыт эксплуатации промышленных роботов (по материалам Второго Международного симпозиума по промышленным роботам), сер. С, М., НИИМАШ, подписано в печать 16.04.74, с. 17 - 20.