Электромагнитный захват

.Ф ЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИ(72) М. Г. Лямперт и М. В. Демидов (71) Центральное межотраслевое конструкторско-технологическое бюро робототехники с опытным производством Института физики АН Латвийской ССР (Центр робототехники)(54) (57) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ЗАХВАТ преимущественно для удлиненных фер,ЯО 1074800 А ромагнитных деталей, содержащий две электромагнитные системы с обмотками возбуждения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения поштучной выборки и ориентации изделий, электромагниты каждой системы расположены один над другим с зазором, а захват снабжен подвижными в вертикальной плоскости постоянными магнитами,размещенными по одному в зазоре между электромагнитами каждой системы, и смонтированной с возможностью вращения в горизонтальной плоскости под рабочей поверхностью нижних электромагнитов обеих систем тарелью, выполненной из немагнитного материала и обращенной выпуклостью вниз.1Изобретение относится к робототехнике, в частности к электромагнитным схватам манипуляторов, предназначенным для поштучной выборки с ориентацией продолговатых ферромагнитных деталей и их последуюшего перемещения.Известно магнитное захватное устройство, содержащее закрепленные в цилиндрическом корпусе высокоэрцитивные постоянные магниты, между которыми расположены магнитопроводы, выполненные в виде вертикальных стержней треугольного сечения, нижняя поверхность которых является рабочей захватной поверхностью, а обмотки возбуждения размешены на каждом магнитопроводе в его нижней части между рабочей поверхностью и постоянными магнитами; в устройстве имеется специальный щуп, позволяющий снимать сигнал о наличии детали на рабочей захватной поверхности. Устройство предназначено для захвата и транспортировки деталей за их внутреннюю поверхность 1.Однако захват не в состоянии обеспечить ни выборку деталей из навала, ни их последующую ориентацию. Для его функционирования необходима подача деталей по одной поверхности в определенном положении, так как он может притянуть деталь не только за концы, но и за кромку, а также одновременно притянуть группу деталей. Кроме того, в захвате для распределения детали используется принцип создания противо-ЭДС, что, в свою очередь, повышает возможность возникновения эффекта пере- компенсации, т. е. требует высокой точности значения создаваемого противополя. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электромагнитный захват, содержащий две электромагнитные системы с обмотками возбуждения, Захват позволяет осуществить кроме захвата контроль наличия одной или нескольких деталей на позиции отработки по изменению емкости между токопроводящими элементами 2 . Однако из-за наличия постоянной жесткой связи между разнесенными по горизонтали частями электромагнитной системы распределение магнитного потока в процессе захвата детали осушествляется через деталь по дуге магнитопровода, что исключает возможность ориентирования детали в вертикальной плоскости и ограничивает манипулирование ею.Наличие немагнитных частей в магнитопроводе увеличивает немагнитный зазор между деталью и захватом, что приводит к рассеянию поля и потере в силах притяжения.Кроме того, в известном захвате не ис ключена возможность прилипания по крайней мере двух деталей из-за ограничитель 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 2ных возможностей изменения сил притяжения в точных пределах.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения поштучной выборки и ориентации изделий.Поставленная цель достигается тем, что в электромагнитном захвате, преимущественно для удлиненных ферромагнитных деталей, содержащем две электромагнитные системы с обмотками возбуждения, электромагниты каждой системы расположены один над другим с зазором, а захват снабжен подвижными в вертикальной плоскости постоянными магнитами, размещенными по одному в зазоре между электромагнитами каждой системы, и смонтированной с возможностью вращения в горизонтальной плоскости под рабочей поверхностью нижних электромагнитов обеих систем тарелью, выполненной из немагнитного материала и обращенной выпуклостью вниз.На фиг, 1 изображен конструктивный вариант магнитного захвата; на фиг. 2 - схема управления работой захвата.Магнитный захват содержит неподвижный корпус 1, в котором на подшипниках 2 установлен вал 3, к нижнему торцу которого жестко крепится выпуклая немагнитная поверхность - тарель 4. Целесообразно выполнять поверхность с небольшим конусом для проскальзывания детали и, следовательно, более точного ориентирования. Верхний торец вала 3 связан с приводом вращения (не показан). К корпусу захвата прикреплены две направляющие пластины 5 и 6, разнесенные по вертикали, на каждой из которых симметрично относительно вала 3 размещены по два одинаковых электромагнита 7 и 8 с соответствуюшими обмотками 9 и 10 возбуждения. Между парами электромагнитов 7 и 8 на осях 11 жестко закреплены с возможностью перемещения между электромагнитами постоянные магниты 12 соответственно. Для увеличения силы притяжения магниты 12 обрашены вниз противоположными полюсами.Обмотки 9 и 10 подключены через соответствующие электронные ключи 13 к блоку 14 управления (фиг. 2) с возможностью подачи токового импульса в прямом или обратном направлении для перевода постоянных магнитов 12 в верхнее или нижнее положение. С блоком 14 управления связано устройство 15 управления вращением тарелью 4, в котором присутствуют элементы контроля вращением (датчики контроля вращения, положения тарели, счетчик числа оборотов и схема обработки сигналов датчиков, эти элементы на блок-схеме условно не обозначены). Устройство 15 имеет с блоком 14 управления обратную связь. Кроме того, блок 14 управления имеетвнутреннюю программу, изменяемую в зави1074800 фиг. 1 Гаевски Составитель А ор Техред И. Верес Тираж 826 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж - 35, Рау лиал ППП Патент, г. УжгоРедактор А. ШандЗаказ 219/19 ош оррект одписи СССР тийкомитетоткр ская н д, ул. 4/5 тная, б., Пр 3симости от поставленной задачи и обесйечивающую реализацию необходимой для работы захвата последовательности операций - ожидания, выборки, захвата группы деталей, выделение одной детали, манипулирование деталью; внутренняя программа управляется 5 от обшей системы управления роботом.Электромагнитный захват работает следующим образом.При подходе к таре выполняется режим Ожидание, когда магниты 12 находятся 1 О в верхнем положении. По сигналу от системы управления роботом блок 14 управления осуществляют программу выборка и, подавая соответствующий сигнал через ключи 13 несколько раз (3 - 5), осуществляет опускание и поднимание магнитов 12, что приво дит к некоторому упорядочению деталей под захватом, Затем блок 14 включает режим Захват группы, при этом магниты 12 переводятся в нижнее положение. Затем подается команда на устройство 15 управления вращением тарели 4, что осуществляет перевод захвата в режим Выделение одной детали. Благодаря вращению тарели 4 лишние детали отбрасываются центростремительной силой обратно в тару, а оставшаяся одна деталь располагается вдоль оси 25 магнитной системы. Подъемом и перемещением захвата деталь может быть доставлена роботом на рабочую позицию. По дос 4тавлении на позицию на обмотки 10 подается импульс противоположного направления (импульс отталкивания), магниты 12 поднимаются вверх и деталь освобождается. Далее цикл повторяется.Подъемом одного из постоянных магнитов вверх можно осуществлять перевод детали в вертикальное положение.Такое конструктивное выполнение захвата позволяет за счет выпуклой формы и вращения немагнитной поверхности обеспечить исключение забора более чем одной детали. Так как расстояние между немагнитной поверхностью и нижними электромагнитами может быть достаточно мало, устройство обеспечивает большую силу притяжения и имеет значительную грузоподъемность. Подключение обмоток электромагнита, в свою очередь, в сочетании с возможностью перемещения постоянного магнита то в нижнее, то в верхнее положение обеспечивает регулируемое уменьшение или увеличение сил притяжения и возможность перевода детали в требуемое положение (например, вертикальное), а также освобождение при необходимости.Введение обратной связи между устройством управлением вращением и внешним регистрирующим устройством позволит, кроме того, обеспечить строго поштучную выборку с последующим переходом на очередной этап программы манипулятора,