Автоматический манипулятор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 3(59 В 25 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(72) С. Д, френкель и В. В, Дворкин (71) Витебское специальное конструкторское бюро зубообрабатывающих шлифовальных и заточных станков(56) 1. Гег 11 дипдз 1 есйпй ппд Ве 1 г 1 ев, ФРГ.1982,12, з. 736 в 7, рис. 4 (прототип) (54) (57) АВТОМАТИЧЕСКИЙ МАНИПУЛЯТОР, содержащий установленный на основании портал и размещенную на нем каретку горизонтальных перемещений, связанную кабелем с электроприводом горизонтальных перемещений, привод вертикальных перемещений, исполнительного органа, выполненный в виде силового цилиндра, связанного патрубками подачи рабочейА1,ЯО 1119836 А среды с блоком управления движением исполнительного органа, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, он снабжен установленными на портале механизмами фиксации положения каретки горизонтальных перемещений, выполненными каждый в виде сиЛового цилиндра с полым штоком, а каждый патрубок закреплен на этом штоке н связан через дополнительно введенный уплотнительный элемент с каналом подачи рабочей среды привода вертикальных перемещений исполнительного органа, причем последний закреплен на каретке горизонтальных перемещений, а блок управления движением исполнительного органа размещен на штоках силовых цилиндров привода вертикальных перемещений и соединен с каналом по- Е дачи рабочей среды.Изобретение относится к робототехнике, в частности к автоматическим манипуляторам (промышленным роботам) порталь-ного типа.Известен, автоматический манипулятор, содержащий установленный на основании портал и размещенную на нем каретку горизонтальных перемещений, связанную кабелем с электроприводом горизон гальных перемещений, привод вертикальных перемещений исполнительного органа, выполненный в виде силового цилиндра, связанного патрубками подачи рабочей среды с блоком управления движением исполнительного органа 11.Недостатком известного устройства является малая величина перемещений каретки, которые в значительной мере ограничиваются наличием гибких рукавов подачи рабочей смеси. Эти рукава, размещенные в гибких коробах, имеют значительный вес, размеры и сложны в эксплуатации, а вследствие частого изгиба снижают надежность манипулятора в целом.Цель изобретения - расширение технологических возможностей.Цель достигается тем, что автоматический манипулятор, содержащий установленный на основании портал и размещенную на нем каретку горизонтальных перемещений, связанную кабелем с электроприводом горизонтальных перемещений, привод вертикальных перемещений исполнительного органа, выполненный в виде силового цилиндра, связанного патрубками подачи рабочей среды с блоком управления движением исполнительного органа, снабжен установленными на портале механизмами фиксации положения каретки горизонтальных перемещений, выполненными каждый в виде силового цилиндра с полым штоком, а каждый патрубок закреплен на этом штоке и связан через дополнительно введенный уплотнительный элемент с каналом подачи рабочей среды привода вертикальных перемещений исполнительного органа, причем последний закреплен на каретке горизонтальных перемещений а блок управления движением исполнительного органа размещен на штоках силовых цилиндров привода вертикальных перемещений и соединен с каналом подачи рабочей среды,На фиг. 1 изображен автоматический манипулятор портального типа общий вид сзади; на фиг. 2 - разрез Л - А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б - Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В - -В на фиг. 2.Автоматический манипулятор содержит портал 1 с перемещающейся по нему кареткой 2 горизонтальных перемещений. На портале 1 в местах фиксированной остановки каретки 2 в зонах обслуживаемых объектов установлены механизмы 3 фиксации,включающие силовые цилиндры 4. На штоках силовых цилиндров 4 закреплены фиксирующие элементы-ролики 5, фиксирующие относительно портала 1 каретку 2 горизонтальных перемещений, на которой закреплена фиксирующая призма 6, снабженная пазом, в который западает при фиксации каретки 2 ролик 5.На каретке 2 установлен также привод 7вертикальных перемещений, содержащий силовой цилиндр 8 с полым штоком 9, на котором закреплен исполнительный орган 10 с расположенным на нем распределителем 11 и электропривод 12 горизонтальных перемещений.Со штоками силовых цилиндров 4 жестко связаны подводящие патрубки 13, периодически контактирующие с уплотнительным кольцом 14 канала 15 подачи рабочей среды к приводу 7 вертикальных перемещений и исполнительному органу, выполненному в каретке 2 горизонтальных перемещений.Рабочая среда, например сжатый воздух подводится к патрубкам 13 через распределители 16 и камеры 17, а к силовым цилиндрам 4 механизмов 3 фиксации - через распределители 18. Распределители 16 и 18 установлены на портале 1, и рабочая среда к ним подводится по неподвижным трубам 19, также закрепленным на портале 1,Рабочая среда к силовому цилиндру 8 ЗО вертикальных перемещений подводится через распределитель 20, установленный на каретке 2 горизонтальных перемещений и связанный с каналом 15 подачи рабочей среды, выполненным в той же каретке 2, На каретке 2 закреплен подвижный конец электрокабеля 21, подходящего электроэнергию к электроприводу 12 горизонтальных перемещений и осуществляющего связь блока 22 управления циклом манипулятора, расположенного в электрошкафу 23, с, аппа ратами контроля и управления циклом, усктановленными на каретке 2 горизонтальных перемещений.Электрокабель 21 соедИнен с электрошкафом 23, установленным на портале 1, через полиспастную систему, неподвижные блоки 24 которой крепятся на верхней траверсе 25 портала 1, а подвижные блоки 26 при помощи грузов 27 осуществляют натяжение ветвей электрокабеля 21 в вертикальном направлении, Автоматический мам нипулятор снабжен также замком 28, который удерживает привод 7 вертикальных перемещений в транспортном положении (при отсутствии давления рабочей среды в цилиндре 8 вертикальных перемещений) от самопроизвольного опускания.Автоматический манипулятор работаетследующим образом.По вызову одного из обслуживаемыхобъектов, в зоне каждого из которых расположен механизм 3 фиксации. включается электропри вод 12 горизонтальных перемещений, и каретка 2 направляется в зону объекта, откуда последовал вызов. При этом рабочая среда (сжатый воздух) к каретке 2 не подается, а подводится лишь электроэнергия и сигналы связи по электро- кабелю 21.Каретка 2 может перемещаться в обе стороны от полиспастной системы, при этом при перемещении каретки на величину 1. от полиспастной системы подвижные блоки 26 вместе с груза 1 ми 27 поднимутся вверх на величину Н = вгде 1 - кратность поли 21спастной системы. Отсюда кратность полиспастной системы в зависимости от необходимой величины 1. горизонтальных перемещений каретки 2 в одну сторону от оси полиспастной системы и возможной высоты Н перемещения подвижных блоков 26 системы определяется по формуле 1=Д. При подходе к зоне обслуживания каретка 2 нажимает на конечный выключатель (не показан), расположенный на портале 1. По его команде срабатывает распределитель 18, подавая рабочую среду (сжатый воздух) в силовой цилиндр 4 того механизма 3 фиксации, который расположен в зоне обслуживания, откуда последовал вызов. Шток цилиндра 4 перемещается вперед, выдвигая ролик 5 до соприкосновения с плоскостью фиксирующей призмы 6, по которой ролик 5 начинает катиться до западания в паз призмы 6. После западания ролика 5 в паз призмы 6 срабатывает конечный выключатель и .отключает привод 12 горизонтальных перемещений. Кретка 2 останавливается в фиксированном положенйи у обслуживаемого объекта.Шток силового цилиндра 4 при выдвижении перемещает с собой подводящий патрубок 13, который при задании ролика 5 в лаз призмы 6 контактирует с уплотнительным кольцом 14, создавая герметичное соединение между камерой 17 неподвижного портала 1 и каналом 15 подвижной каретки 2 горизонтальных перемещений. По команде того же конечного выключателя, контролирующего западание ролика 5 в паз призмы 6, срабатывает распределитель 16, и рабочая среда (сжатый воздух), находившаяся в неподвижных трубах 19, подается через распределитель 16, камеру 17, патрубок 13 и канал 15 к распределителю 20, а затем, при срабатывании распределителя 20, в бесштоковую полость силового цилиндра 8 привода 7 вертикальных перемещений, осуществляя перемещение, штока 9, и исполнительного органа 10 вниз, в зону выполнения манипулятором рабочих операций. Одновременно сжатый воздух по отверстию25 30 После этого распределитель 16 отключает подачу рабочей среды (сжатого воздуха) к подвижной каретке 2, затем по команде распределителя 18 шток цилиндра 4 выводит фиксирующий ролик 5 из паза призмы 6, одновременно отводя подводящий патрубок 13 от канала 15 и уплотнительного кольца 14. Далее, по команде блока 22 управления циклом, электропривод 12 горизонтальных перемещений включается на 40 перемещение каретки 2 в исходное положение (например, к накопителю заготовок), где каретка 2 таким же образом фиксируется механизмом 3 фиксации и выполняет в описанной последовательности операции работы манипулятора, либо направляется затем по вызову в другую точку обслуживания.Отсутствие длинных изгибающихся подвижных рукавов, подводящих рабочую среду и несущих их цепных коробов позволяет увеличить зону обслуживания манипулятора, не накладывая ограничений на форму траектории перемещений каретки по порталу упрощает конструкцию, повышает безопасность обслуживания манипуляторов, снижает их вес и габариты и улучшает внешний вид. 5 10 15 20 в полом штоке 9 цилиндра 8 подается к распределителям 11, закрепленным на,испол,нительном органе 10. По достижении штоком 9 своего крайнего нижнего положения давление в бесштоковой полости повышается до номинального значения, после чего переключением распределителей 11 закрепленных на исполнительном органе 10, возможно осуществление перемещений исполнительного органа 10 в зоне манипулирования.Так, при подаче распределителем 11 по команде блока 22 управления сжатого воздуха в бесштоковую полость соответствук 1 шего силового цилиндра исполнительного органа 10, его шток перемещается вперед, неся в зону обслуживания, например, схваты с заготовками (не показаны). Затем, по достижении штоком крайнего переднего положения, сжатый воздух по отверстию в штоке подается к распределителю, установленному на этом штоке (не показан) и осуществляющему управление работой следующего исполнительного органа, например, схвата деталей или кантователя заготовок (не показаны) и т.д.По окончании работы манипулятора в зоне обслуживания исполнительный орган 10 возвращается в исходное положение, затем силовой цилиндр 8 по команде распределителя 20 поднимает исполнительный орган 10 в верхнее транспортное положение, которое автоматически фиксируется замком 28 от самопроизвольного сползания,1119836 А-А гг Составитель О. АфТехред И. ВересТираж 1032Государственного келам изобретений исква, Ж - 35, РаушсПатент, г. Уж горо ась иницка ВИИИПИпо д13035, Мо ф; ППГ 1 едактор И. Леракциз 7530/12 Корректор ВПодписноеоыитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5д, ул. Проектная