Промышленный робот

/-Лагери и-л) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт приборостроения НИИТЕХНОПРИБОР и Институт машиноведения им. акад, А. А, Благонравова(54) (57) 1. ПРОМЫШЛЕННЫЙ РОБОТ,содержащий неподвижное основание с установленной на нем подъемно-поворотноймеханической рукой, кинематически связанные с рукой приводы подъема и поворота руки, захват, аккумуляторы механической энергии, упоры-фиксаторы крайнихположений руки, отличающийся тем, что,О 801119837 А с целью повышения скорости перемещения и надежности в работе,он снабжен дополнительным звеном, шарнирно закрепленным одним концом на руке,на другом конце дополнительного звена жестко закреплен захват, а дополнительное звено кинематически связано с основанием передаточным отношением 1, определенным соотношением где Я - отношение длины дополнительного звена к длине руки.2. Робот по п. 1, отличающийся тем, что приводы подъема и поворота руки установлены на основании и связаны между собой механизмом развязки вращательного и поступательного перемещений руки, выполненным в виде передачи винт-гайка, ось которой совпадает с осью поворота руки, причем один из элементов связан с приводом подъема руки, а другой - жестко соединен с рукой и кинемгтически связан с приводом поворота руки.1983 ХР-Р аг сии(-Л) ф -- ; - -4- 1.ДЯ 3 уед,5 и( Я) 40 45 50 55 Изобретение относится к машиностроению, а именно для загрузки-выгрузки быстродействующих штамповочных прессов. Известный промышленный робот, содер жащий неподвижное основание с установленной на нем подьемно-поворотной механической рукой, кинематически связанные с рукой приводы подъема и поворота руки, захват, аккумуляторы механической энергии, упоры-фиксаторы крайних положений руки 1Недостатком известного устройства является перемещение захвата по окружности, что ограничивает скорость перемещения руки и область применения робота. Цель изобретения - повышение скорости перемещения и надежности в работе.Цель достигается тем, что промышленный робот, содержащий неподвижное основание с установленной на нем подъемно- поворотной механической рукой, кинематически связанные с рукой приводы подъема и поворота руки, захват, аккумуляторы механической энергии, упоры-фиксаторы крайних положений руки, снабжен дополнительным звеном, шарнирно закрепленным одним концом на руке, на другом конце дополнительного звена жестко закреплен захват, а дополнительное звено кинематически связано с основанием передаточным отношением 1, определяемым соотношением где Л - отношение длины дополнительного звена к длине руки.При этом приводы подъема и поворота руки установлены на основании и связаны между собой механизмом развязки вращательного и поступательного перемещений руки, выполненным в виде передачи винт- гайка, ось которой совпадает с осью поворота руки, причем один из элементов связан с приводом подъема руки, а другой - жестко соединен с рукой и кинематически связан с приводом поворота руки.На фиг. 1 представлена кинематическая схема предлагаемого промышленного робота; на фиг. 2 и 3 - примеры возможной компоновки робота на прессе,Промышленный робот состоит из неподвижного основания 1, на котором установлена подъемно-поворотная механическая рука 2, соединенная с основанием 1 поступательной 3 и вращательной 4 кинематическими передачами, оси которых параллельны, индивидуальных приводов поступательного и вращательного движения механической руки 2, включающих двигатели 5 и 6 и аккумуляторы механической энергии, например, в виде пружин 7 - 10, прог 10 15 20 25 Зо раммноуправляемых упоров-фиксаторов 11 - 14 крайних положений и кинематических цепей 15 для обеспечения перемещений подъемно-поворотной руки 2 и захвата 16. Робот также снабжен дополнительным звеном 17, соединенным вращательной кинематической передачей 18 с подъемно-поворотной рукой 2 и кинематической передачей 19, связывающей дополнительное звено 1 с основанием 1, При этом индивидуальные приводы руки установлены на основании 1, а механизм развязки вращательного и поступательного перемещения выполнен в виде соосной передачи винт-гайка, ось которой совпадает с осью вращения подьемно-поворотной руки 2. Один из элементов передачи - винт 20, связан с индивидуальным приводом поступательного движения руки, а другой элемент-гайка 21, жестко соединен с подъемно-поворотной рукой 2 н кинематически связан с индивидуальным приводом вращательного движения руки. Кинематическая передача 19, связывающая дополнительное звено 17 с основанием 1, может быть выполнена на гибких элементах, например тросах или цепях, а ее переда точное отношениеи отношение Л длины дополнительного звена 17 к длине подъемно-по воротного рычага должны удовлетворять условию (1) и выбираются из условий технологической задачи, когда захват необходимо перемещать по траектории, близкой к прямой, и задано расстояние от этой прямой до оси поворота подъемно-поворотной руки 2: В тех случаях, когда при повороте подьемно-поворотного рычага ориентация детали относительно основания не должна имзеняться, передаточное отношение кинематической передачи должно быть равно 1.На фиг. 2 представлена примерная компановка робота на прессе при Л = 0,293,= 3, полном ходе по прямой 5 = 2 и расстоянии до нее Н =- 0,7078.При повороте подъемно-поворотной руки 2 на в , звено 17 повернется относиХЛтельно вертикальной оси на .ф-, а центр3 Гзахвата будет двигаться по приближенной прямой 1 - 1 На фиг. 3 представлена примерная компоновка робота на прессе при= .Предлагаемая конструкция работает следующим образом.При наиболее рациональной компоновке (фиг. 2) механическая рука за счет дополнительного звена 17 и кинематической связи 19 этого звена с основанием 1 обеспечивает почти прямолинейное движение захвата 16, а не движение по окружности.1119837 ЯЪг г/У СосТехред ТиражВНИИПИ Госудапо делам из113035, Москва, Ж илиал ППП Патент тавитель С. НовикИ. Верес1032рственного комитобретений и отк- 35, Раушскаяэ, г. Ужгород, ул Редактор, И, ДербакЗаказ 7530/12 Корректор М.МПодписноеета СССРрытийнаб., д. 4/5Проектная,аксимишинец Таким образом, всегда можно расположить робот на боковой стороне станины пресса так, чтобы траектория захвата проходила между направляющими боковыми колонками штампа. Поворот руки осуществляется за счет индивидуального привода, включающего двигатель 6 и пружинные аккумуляторы 9 и 10 и настроенного на собственную (резонансную) частоту механической колебательной системы, Благодаря тому, что привод подъема руки робота вынесен на основание, перемещаемая масса руки уменьшена, и, следовательно, ее собственная частота, а отсюда и быстродействие, увеличены. При повороте рычага в передаче винт- гайка имеет место некоторое поступательное перемещение руки 2 в вертикальном направлении. Однако передаточное отношение винтгайка может быть принято достаточно большим, в результате чего достигается приближенная кинематическая развязка этих двухстепеней подвижности. 5Таким образом, выполнение робота попредлагаемой схеме позволяет с помощью дополнительного звена и кинематической передачи, связывающей дополнительное звено 17 с основанием 1, упростить ввод захвата 16 в рабочую зону оборудования, чем достигается расширение функциональных возможностей робота, а также облегчить подвижные звенья, уменьшить их габариты и массу за счет вынесения всех индивидуальных приводов на основание 1, улучшив тем самым динамические качества руки и ее быстродействие,Рука 29 аж;