Способ контроля положения осей вращения, преимущественно цилиндрических шарниров руки манипулятора

: ";Р,"ИЬъ СТВУ СКОМУ СВИДЕ А д ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(7.1) Рижский завод промышленных роботов - (72) Б.И.Стожков, С.Ф.Сидорко, С.Н.Зайцев и С.В.Шастин(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПОЛОЖЕНИЯ ОСЕЙ ВРАЩЕНИЯ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ШАРНИРОВ РУКИ МАНИПУЛЯТОРА(57) Использование: при настройке манипуляторов. Сущность изобретения: подводят индикатор 10 к цилиндрической поверхности оси 9, а индикатор 11 - к ее торцевой поверхности после чего осуществляют разворот оси 9 вокруг продольной оси Х 2 на угол 90 градусов, разворот нижней оси 8, которая перпендикулярна оси 9. на угол 180 градусов и последующий разворот оси 9 на угол 90 градусов в обратную сторону. При этом регистрируют показания индикаторов 10 и 11, которые сравнивают с соответствующими контрольными показаниями, по результатам чего судят о параллельности оси 9 измерительной базовой поверхности 7, перпендикулярности оси 8 измерительной базовой поверхности 7, о торцевом биении оси 9 и ее симметричности расйоложения относительно звена 1; Аналогичным образом осуществляют определение положения осей 12, 15, 16 и 19, 1 з,п. ф-лы, 1 ил,У1785891Изобретение относится к области ма- . вращения, так и их перпендикулярности ишиностроения, в частности к робототехни- торцевого биения, что по спас б,посо у, которыйке, и касается определения отклонения принят в качестве прототипа, неосуществирасположенияосей вращения отпараллель- мо. Кроме того, способ должен обеспечиности и перпендикулярности и ихторцевого 5 вать возможность проверки всех осей. вращения шарниров руки, причем времяИзвестен способ определения парал- проверки должно быть незначительным, чтолельности осей вала относительно шпинде- можно достигнуть за счет одновременнойля станка, заключающийся в том, что в проверки как параллельнос ти осеи вращешпинделе укрепляют державку с индикато ния, так и их перпендикулярности и торцером, щуп которого движением стола иливого биения. Отмеченное в целом являетсяшпинделя перемещают вдоль образующей критерием эффективности способа, В извеконтролируемого вала в двух взаимно пер- стном способе, который выбран в качествепендикулярных плоскостях, причем показа- прототипа, эффективность способа низка,ния индикатора при этом не должны 15 Целью изобретения является и о еизменяться, ние процесса, повышение его эффективноНедостаток указанного способа, осно- сти за счет осуществления комплекснойванного на измерении расположения осей проверки и обеспечение универсальностивала и шпинделя посредством индикатор- способа.ных приборов, заключающийся в отсутствии 20 Поставленная цель достигается тем, чтовозможности его применения при опреде- по способу определения положения осейлении положения осей вращения шарниров вращения шарниров руки манипуляторов ирении расположенияруки промышленного робота, в частности их основанного на измерениипараллельности. Это вызвано тем, что щуп осей относительно измерительной базовойиндикаторного прибора следует переме поверхности посредством индикаторныхщать вдоль образующей оси вращения шар- приборов, согласно изобретению, щуп иннира, в то время как в реальных шарнирных дикаторного прибора подводят к цилиндриузлах робота невозможно осуществить та- ческой и торцевой поверхностям осикое перемещение щупа вдоль оси, особенно вращения шарнира руки после че р исае ся объемных узлов шарниров с 30 рируют показания индикаторов, принимаяволновыми зубчатыми редукторами. их за контрольньльные, затем осуществляют поИзвестен способ определения перпен- ворот контролируеуемои оси вращения надикулярности оси вала к оси шпинделя стан- угол 90 градусов и гв и регистрируют второек ейляют е жавкка, заключающийся в том, что в шпинделе показание каждого инддикатора, далее разу" рд р вку с индикатором и выпол- .35 ворачивают нижерасположенную к контроняют полный оборот шпинделя, в процессе лируемой оси вз аимно перпендикулярнуюкоторого контролируют максимальные по- ось вращения на уг 180казания индикатора в моменты касания рируют третье показание каждого индикащупаоси вала, при этом показания индика- тора, после этого и оизво ятторов сравнивают. 40 контролируемой оси вращения на угол 90бЭтот способ наиболее близок к изо- градусов в обратноном направлении от ранееретению, поэтому он выбран в качестве выполненного рго разворота и регистрируютпрототипа. Однако нецелесообразно ис- четвертое показ ание каждого индикатора,пользовать при определении положения после чего осущесу ствляют сравнение всехосеи вращения руки промышленного робо зарегистрироваванных показаний индикатота, так как необходимо дополнительное ус- ров с соответответствующими контрольными поями, роме того, подвод щуповтройство по фиксации индикатора в осях казаниями, К оме т г,вращения шарниров руки, что обеспечить с индикаторных приборовысокои точностью невозможно, но воз- и торцевой ии оров к цилиндрическойвой поверхностям оси вращенияможность измерения расположения осей 50 производ тдят по противоположным концамвращения посредством индикаторных при- оси вращения,боров является наиболее целесообразной и Сравнение изотвнение изобретения с прототипомприемлимой при определении положения позволило установить его соответствие криосей вращения шарниров руки робота, в терию "новиз ", Пновизна, ри изучении других извечастности их параллельности, перпендику стных технехнических решений в даннойлярности и торцевого биения. При этом в области признаки и изнаки, которые отличают изопроцессе реализации способа должна обес- бретение от протопрототипа, не были выявлены ипечиваться универсальность выполняемого поэтому они бони о еспечивают заявляемомупроцесса, т,к. возможность использования техническому ререшению соответствие критедля определения как параллельности осей рию "существенные отличнные отличия .Сущность изобретения поясняется чер- ного прибора 11. После установки приборовтежом, на котором представлена кинемати и 11 регистрируют их показания, которыеческая схема манипулятора и указаны места принимают за контрольные. Затем произвоподвода щупов индикаторных приборов к дят поворот контролируемой оси 9 на уголосям вращения шарниров руки. 5 90,градусов вокруг оси Х 2, при этом измеМанипулятор содержитшарнирную ру- нится наклон звена 2, и регистрируют втоку, состоящую из последовательно сочле- рое показание индикаторов 10 и 11,ненных шарнирных звеньев 1 - 6, нижнее После завершения регистрации вторыхзвено 1 которой установлено на неподвиж- показаний индикаторных приборов 10 и 11ном основании 7. Основание 7 является 10 разворачивают ось вращения 8, котораябазовой поверхностью и совпадает с изме- перпендикулярна оси 9 и расположена нижерительной базовой поверхностью. Звено 1 последней, на угол 180 градусов вокруг осиlустановлено с возможностью поворота оси Е 1. При этом осуществляется совместныйвращения 8 в корпусе основания вокруг оси поворот звена 1 с осью вращения 9, по выл. В верхней части звена 1 шарнирно смон полнению которого регистрируют третьетировано звено 2 Руки манипулятора, ко- показание индикаторов 10 и 11. После этоготорое имеет возможность поворота оси производят разворот контролируемой оси 9вращения 9 вокруг оси Х 2. На основании 7 на угол 90 градусов вокруг оси Х 2 в обратномустановлены державки индикаторных при- направлении от ранее выполненного развоборов 10 и 11, Щуп индикаторного прибора 20 рота и регистрируют четвертое показание10 касается цилиндрической поверхности индикаторов 10 и 11, При этом точки касаоси вращения 9, а щуп индикаторного при- ния щупа индикатора 10 цилиндрическойбора 11 - ее торцевой поверхности. При поверхности оси 9 располагаются на однойэтом щупы индикаторных приборов 10 и 11. прямой - образующей для контрольного иподведены к оси вращения 9 до взаимодей четвертого замеров и на другой для второгоствия с последней на противоположные и третьего замеров, которые находятся вконцы, двух взаимно перпендикулярных плоскоВ верхней части звена 2 установлена стях.ось вращения 12 звена 3, имеющая возмож- . При сравнении вторые, третьи и четверность поворота вокруг оси Хз, К цилиндри тые зарегистрированные показания индической поверхности оси вращения 12 каторных приборов 10 и 11 в моментыподведен индикаторный прибор 13, а к ее касания их щупов с соответствующими поторцевой поверхности - индикаторный при- верхностями оси вращения 9 не должны отбор 14. Индикаторные приборы 13 и 14 под- личаться от соответствующих контрольныхведены к оси 12 до взаимодействия с ней 35 показаний, а должны быть в. пределахдопупосредством щупов на ее противоположные стимых отклонений. При этом обеспечиваконцы, ется, во-первых, параллельность осиВ верхней части звена 3 шарнирно вращения 9 относительно измерительнойсмонтировано звено 4, которое установлено базовой поверхности; во-вторых, перпендис возможностью вращения его оси 15 вокруг 40 кулярность оси вращения 8 к измерительоси Еа. В верхней части звена 4 шарнирно ной базовой поверхности и оси 9; в-третьих,смонтированы ось вращения 16 звена 5 с отсутствие биения оси 9 и симметричностьвоэможностью поворота вокруг оси ХБ. К ее установки относительно звена 1. Прицилиндрической и торцевой поверхностям этом параллельность оси 9 определяетсяоси 16 подведены щупы индикаторных при сравнением показаний индикатора 10, аборов 17 и 18 соответственно, установка именно контрольного показания с четверкоторых осуществлена на противополож- тым и второго с третьим. Точки касания щуные концы оси вращения 16. па при этих замерах расположены наВ верхней части звена 5 смонтирована соответствующих образующих и лежат вось 19 вращения выходного звена 6. К тор двух взаимно перпендикулярных плоскоцевой поверхности звена 6 подведен щуп стях. Перпендикулярность оси 8 определяиндикаторногоприбора 20,Выходноезвено ется сравнением показаний контрольного6 имеет возможность вращения оси 19 вок- замера с четвертым или второго с третьим,а также дополнительно по показанию индиСпособ реализуют следующим обра катора 11. Симметричностьустановки оси 9и торцевое биение определяются по показаК цилиндрической поверхности свобод- ниям индикатора 11,ного конца оси 9 подводят щуп индикатор- После определения положения оси 9ного прибора 10, а с другого конца - к аналогичным образом производят опредеторцевой поверхности оси 9 щуп индикатор- ление положений: оси 12 вращения звена 31785891 Составитель С.ГрибовРедактор С;Кулакова Техред М.Моргентал Корректор Н,Бучок Заказ 218 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 посредством индикаторных приборов 13 и 14 при зафиксированном положении звена 2 относительно звена 1; оси вращения 15 звена 4 и оси вращения 1 б звена 5 посредством индикаторных приборов 17 и 18 при зафиксированных положениях нижерасположенных звеньев 1, 2 и 3; оси вращения 19 выходного звена б посредством индикаторного прибора 10 при зафиксированных положениях всех остальных .звеньев руки манипулятора.Использование разработанного спосо. ба позволяет;- упростить процесс, так как индикаторные приборы неподвижно зафиксированы на основании и относительно их осуществляют разворот осей вращения, тем самым , исключая необходимость перемещения индикаторов;- повысить эффективность способа эа счет комплексного определения параллельности одной оси, а также перпендикулярности другой оси вращения (нижерасположенной) одними и теми же операциями, что обеспечивает возможность сократить время. Кроме тоРо, обеспечивается возможность проверки всех шарниров руки манипулятора;- повысить универсальность способа засчет обеспечения воэможности определения как параллельности осей вращения, таки перпендикулярности, а также их торцево 5 го биения и симметричности установки.Формула изобретения1. Способ контроля положения осейвращения, преимущественно цилиндрических шарниров руки манипулятора, при ко 10 тором осуществляют ряд измеренийположения поверхности вала с помощьюиндикаторйых приборов, щуп одного из которых подведен к цилиндрической поверхностивала,отлича ющлйся тем,что,с15 целью повышения точности контроля и расширения технологических возможностей,индикаторные приборы устанавливают наосновании манипулятора, а щуп второгоприбора подводят к торцовой поверхности20 вала и производят ряд последовательныхизмерений при поворотах вала вокруг своейпродольной оси на 90 ипри поворотах валавокруг оси, перпендикулярной его продольной оси, на 18025 2. Способ поп.1,отличающийся .тем, что, с целью удобства контроля, контрольные приборы устанавливают у разныхконцов вала, 4 аВ