Промышленный робот

(51) В 25 1 19/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ Н ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕ МИТЕТ СССРЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ПАТЕНТУ-0 Бюл. В 14аба, Сеиитиро Накасиаки и Сусуму Ито нук Лимитед (Япония)(54)(57) ПРОИЫШЛЕННЫЙ РОБОТ, содержщий основание, манипулирующий захвакорпус, установленный с возможностью перемещения и поддерживания захвата 1 средства для вертикального перемещения корпуса по вертикальнойнаправляющей штанге или штангампри этом средства для вертикальногоперемещения включают двигатель вертикальной подачи, источник сжатого воздуха (компрессор), регулятор давления, пневмотрубопровод, пневмоцилиндр для приложения направленного вверх усилия к вертикально движущемуся корпусу, причем наружный конец движущегося .возвратно-поступательно штока пневмоцилиндра соединен с корпусом, а пневмоцилиндр закреплен на основании неподвижно, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экономии энергии и предотвращения загрязнения окружающей среды, он содержит обратный клапан и средства хранения воздуха под давлением, расположенные между источником сжатого воздуха (компрес сором) и пневмоцилиндром, а регулятор давления и обратный клапан установлены между источником сжатого воздуха (компрессором) и средствами хранения воздуха, при этом средства хранения воздуха содержат один или два жестких бака, образующих жесткую конструкцию робота.Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкциям промышленных роботов с улучшен-ным устройством уменьшения нагрузки,прикладываемой к приводу.Известен промышленный робот, содержащий основание, манипулирующийзахват, корпус, установленный свозможностью перемещения и поддерживаЖя захвата, средства для осуществления вертикального перемещениякорпуса, направление которого обеспечивается вертикальной направляющей штангой или штангами, причемсредства вертикального перемещениявключают двигатель вертикальной подачи, источник сжатого воздуха(компрессор), регулятор давления,пневмотрубопроввд, пневмоцилиндрдля приложения направленного вверх 20усилия к вертикально движущемусякорпусу, причем наружный конец движущегося возвратно-поступательно штока пневмоцилиндра соединен с корпусома пневмацилиндр закреплен на основании неподвижно Я ,Недостатком известного промьпиленного робота является то, что регулировка давления на постоянном уровнев пневмоцилнндре, предназначенного ЗОдля поддержания направленного вверхусилия, действующего на вертикальнодвижущийся корпус, сжимаемого довысокого давления в пневмоцилиндрево время перемещения вниз вертикаль- З 5,но движущегося корпуса, производитсяпутем выпуска воздуха в атмосферучерез предохранительный клапан. Следовательно, из-за выпуска сжатоговоздуха в атмосферу теряется энергия,40использующаяся для работы источникасжатого воздуха. Кроме того, выпусксжатого воздуха, использовавшегосяфодин раз в цилиндре, в атмосферуприводит к загрязнению окружающейсреды из-за содержания в нем масла,поскольку подаваемый в цилиндр воздухобычно смешивается с минеральныммаслом,Цель изобретения - повышение эко- О номии энергии и предотвращение за.грязнения окружающей среды.Для достижения поставленной цели промышленный робот, содержащий основание, манипулирующий захват, корпус, установленный с возможностью перемещения и поддерживания захвата, средства для вертикального перемещения корпуса по вертикальной направляющей штанге или штангам, при этомсредства для вертикального перемещения включают двигатель вертикальнойподачи, источник сжатого воздуха(компрессор), регулятор давления,пневмотрубопровод, пневмоцилиндрдля приложения направленного вверхусилия к вертикально движущемусякорпусу, причем наружный конец движу.щегося возвратно-поступательно штока пневмоцилиндра соединен с корпусом, а пневмоцилиндр закреплен наосновании неподвижно, снабжен обратным клапаном и средствами хранениявоздуха под давлением, расположенными между источником сжатого воздуха (компрессором) и пневмоцилиндром, а регулятор. давления и обратный клапан установлены между источником сжатого воздуха (компрессором)и средствами хранения воздуха, приэтом средства хранения воздуха содержат один или два жестких бака,образующих жесткую конструкцию робота еНа фиг, 1 схематически изображенпредлагаемый промышленный робот, общий вид, на фиг, 2 - схема пневматического контура средств уменьшениянагрузки промышленного робота.Робот содержит основаниена основании смонтирован двигатель2 вертикальной подачи,.механизм 3передачи шкив - ремень, ходовой винт4 и вертикальная направляющая штанга 5.Вертикально перемещающаяся часть6 промышленного робота содержит привод 7 вращения, подшипниковую коробку 8, корпус 9, руку 10, кисть 11и захват 12.Корпус 9 перемещается по вертикальной направляющей штанге 5 ивращается вокруг вертикальной осис помощью привода 7.Пневмоцилиндр 13 для приложениянаправленного вверх усилия к вертикально движущейся части 6 неподвижно закреплен Йа основании 1, которое является самым нижним элементомконструкции робота. Пневмоцилиндр13 имеет шток 14, наружный конец которого соединен с корпусом 9 вертикально движущейся части 6,Конструкция может быть выполненатак, что наружный конец штока 14крепится к основанию 1, а конецз 1087 пневмоцилиндра 13, соединяется с вертикально движущейся частью 6.Поскольку ходовой винт 4 взаимодействует с элементом 15, прикрепленным к корпусу 9 вертикально движущейся части б, то при вращении ходового винта 4 осуществляется вертикальное геремещение вертикально движущейся части 6 по вертикальной направляющей штанге 5, Корпус 9 10 снабжен ползушкой 16, подвижно установленной на вертикальной направляющей штанге 5. Вместо одной направляющей штанги 5 могут использоваться две направляющие штанги, 1Сжатый воздух, создаваемый источником 17 сжатого воздуха (компрессором), направляется в бак 18 через регулятор 19 давления и обратный клапан 20. 20При этом жесткий бак 18 выполнен из двух частей, соединенных одна с другой и с пневмоцилиндром 13 с помощью пневмотрубопроводов 21.Работа устройства осуществляется 25 следующим образом.Включается двигатель 2 вертикаль,ной подачи, вращение ходового винта 4 осуществляется через механизм 3 передачи шкив-ремень. Поскольку ходовой винт 4 взаимодействует с элементом 15, прикрепленным к корпусу 9 вертикально движущейся части Ь, то при вращении ходового винта 4 осуществляется вертикальное переме- . щение вертикально движущейся части б по вертикальной направляющей штан" ге 5.При этом сжатый воздух, создаваемый компрессором 17, направляется фв жесткий бак 18 через регулятор 19давления и обратный клапан 20. Воздух в жестком баке 18 хранится подтребуемым фиксированным давлением,Затем воздух под этим фиксированным. 4давлением подается в пневмоцилиндр13 по трубопроводу 21, в результатечего направленное вверх усилие,соответствующее пройзведению давления воздуха на эффективную площадьпневмоцилиндра 13, прикладываетсяштоком 14 поршня цилиндра 13 к вертикально движущейся части 6, Жестокий бак 18 имеет достаточную емкостьТаким образом, по пневмоцепи (фиг.2)сжатый воздух всегда подается изжесткого бака 18 в пневмоцилиндр 13,как только бак будет заполнен. Поэто 061му компрессор 17 может быть значительно меньшей производительности, т.е. копрессор должен иметь произво" дительность, достаточную для.подачи воздуха под давлением в бак, когда давление в жестком баке 18 падает ниже установленного регулятором 19 из-за утечек в жестком баке 18, пневмоцилиндре 13 или пневмотрубопроводах 21 между компрессором 17 и пневмоцилиндром 13. Направленное вверх усилие, создаваемое пневмоцилиндром 13 и прикладываемое к вертикально движущейся части 6, обеспечивается давлением воздуха в жестком баке 18 и в пневмоцилиндре 13. Кроме того, давление в жестком баке 18 постоянно поддерживается на требуемом фик-сированном уровне в течение длительного периода времени после заполнения этого бака, Это также позволяет использовать компрессор значительно меньшей мощности, что требует мень- щего расхода энергии для его работы.В соответствии с пневмоконтуром (фиг.2) направленное вверх усилие, прикладываемое к вертикально движущейся части 6, может поддерживаться постоянным. В соответствии с законом абсолютных систем давлений имеет место зависимостьЧ(Р + 1,03) (Ч 1 + Ч 2) (Р ++ 1,03 + ЬР)где Ч,Ф объем жесткого бака 18 пневмотрубопровода 21, соединяющего жесткий бак 18 спневмоцилиндром 13,увеличение объема пневиоцилиндра 13 в результатеподъема вертикально движущейся части 6,требуемое фиксированное давление, устанавливаемое регулятором 19 давления сжатого воздуха в жестком баке 18,увеличение давления пневмЬцилиндра вследствие увеличения объема пневмоцилиндра 13Повышение давления аР незначительно, когда Ч значительно больше Ч 2, поэтому давление в пневмоцилиндре 13 поддерживается по существу постоянным, несмотря на увеличение обьюема этого пневмоцилиндра, Когда объем камеры пневмоцилиндра 13 уменьшается вследствие перемещения вниз верти.кально движущейся части 6, повышение"Патент", г.Ужгород, ул.Проектная давления в камере незначительно,так как камера пневмоцилиндра 13 ижесткий бак 18 непосредственно соединены трубопроводом 21. Таким образом, давление воздуха в пневмоцилиндре 13 всегда поддерживается по существу постоянным Использование средства хранениявоздуха, выполненного в виде жесткогобака, позволяет повысить жесткостьконструкции промышленного робота,5 а также экономить энергию за счетмногократного использования сжатоговоздуха, использовавшегося один разв пневмоцилиндре.