Манипулятор

(28) Приоритет ао азлзи изобретений я открытий(71) Заявитель Всесоюзный проектно. конструкторский институт сварочного производства(54) МАНИПУЛЯТОР Изобретение относится к сварке, в частности к оборудованию для механизации сварочных процессов, и может быть использовзно в манипуляторах с числовым программным управлением.Известен сварочный манипулятор, содержащий станину, поворотную траверсу со шпинделем плаишайбы, привод наклона планшайбы и привод вращения планшайбы Я.Недостатком этого манипулятора является наличие двух приводов, причем время работы привода мехзнизма наклона плоншайбы по отношению к общему рабочему времени состав. ляет около 3%, а мощность этого привода у большинства сварочных манипуляторов уни. нереального типа больше привода механизма вращения планшайбы,Известен также сварочный ьтзнипулятор, содержащий станину, планшайбу, консоль, две электромагнитные муфты, электродвигатель для наклона н вращения штзишайбы и две кинематические цепи, содержащие цилиндрические, конические и червячные пары (2 т. Недостатки данного манипулятора - наличиедвух самостоятельных кинематических цепей,одна из которых предназначена для вращенияпланшайбы, рассчитанная на передачу мощности, необходимой для вращения планшайбы,другая - дня наклона планшайбы и рассчитанная на передачу соответствующей мощности;,наличие двух электромагнитных муфт для пере.ключения кннематических цепей; невозможнОсть произведения одновременного вращенияи наклона планшайбы,Наиболее близким по технической сущностии достигаемому результату является мзнипуля.тор, содержащий стойки, полый корпус с цзт- фами, установленными в стойках, плзншзйбут 5с шестерней и валом, смонтированным в корпусе, установленный на одной из стоек приводвращения и наклона ппаншайбы, выходнаяшестерня которого смонтирована на соответ.ствующей этой стойке цалфе с возможностьювзаимодействия с шестерней планшайбы, а также установленный на второй стойке механизмфиксации цзпф корпуса н механизм фиксациивала шинпайбы, закрепленный на корпусе 13НедостаткаМи данного манипулятора явля. ются: выполнение механизмов фиксации в виде тормоза и муфты сцепления, которые усложняют конструкцию, манипулятор не обеспечивает одновременного вращения и наклона ппаншайбы, кроме того, привод по мощности должен бьггь не меньше мощности, необходи. мой для наклона или вращения планшайбы, причем той из ннх, которая больше (в большинстве случаев это мощность необходимая о дпя наклона планшайбы), это заставляетувеличивать габариты изделия, а, кроме того, ухудшает динамическую характеристику привода манипулятора, которая зависит от момента инерции ротора двигателя, Динамическая харак 15теристика является одной иэ самых важныхвманипуляторе и, с точки зрения ее улучше. ния, целесообразней иметь многоприводную систему для. вращения и наклона планшайбы.Цель изобретения - повышение надежностиработы манипулятора путем улучшения динамических характеристик привода.С этой целью манипулятор, содержащийстойки, полый корпус с цашрами, установленными в стойках, планшайбу с шестерней ивалом, смонтированным в корпусе, установлен.ный на одной из стоек привод вращения инаклона планшайбы, выходная шестерня кото.рого смонтирована на соответствующей этойстойке цапфе с возможностью взаимодействияс шестерней планшайбы, а также мехащвм фиксации цапф корпуса, установленный навторой стойке, и механизм фиксации валапланшайбы, закрепленный на корпусе, снабжендополнительным приводом вращения и накло.на планшайбы, установленным на второй стойке, при этом выходная шестерня дополнительного привода смонтирована на цапфе второйстойки с возможностью взаимодействия сшестерней планщайбы, а механизм фиксациивьп 1 олнен в виде мультипликаторов с датчика. ми обратной связи.Кроме того, якори обоих приводов соеди.иены последовательно, а обмотки возбуждениясоединены между собой с возможностью переключения на последовательное и параллельное 45 соединение.На фиг. 1 изображен манипулятор, общийвид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; нафиг. 3 - кинематнческая схема манипулятора.Манипулятор содержит (фиг, 1) стойки 1, 50полый корпус 2, закрепленный на стойкахс возможностью вращения в цапфах 3 и 4(фиг. 2), Внутри полого корпуса 2 в лодшип.никах 5 установлен вал 6, несущий планшайбу 7, На валу 6 закреплена коническая ше 55терпя 8, взаимодействующая с выходнымишестернями 9 и 10 приводов 11 вращения и наклона планшайбы, содержащих редукторы 12 и 13, приводимые в действие электродвн. гателями постоянного тока 14 н 15 соответственно с тахогенераторами,Корпуса редукторов 12 и 13 закреплены на стойках 1, На корпусе 2 установлен механизм фиксации вала 6, На полом корпусе 2 установлен мультипликатор 16, взаимодействующий с валом Ь,на выходному валу которого подсоединен датчик обратной связи 17 (например, вращающийся трансформатор типа ВТМ), На одной иэ стоек 1 установлен механизм фиксациицапф корпуса, выполненный в виде мультипли. катора 18, взаимодействующего с цапфой 4 полого корпуса 2, к выходному вану которого подключен датчик обратной связи 19, аналогичный датчику 17.Манипулятор работает следующим образом, На планшайбу 7 устанавливается и закрепляется свариваемое изделие, Электродвигатели 14и 15 получая сигналы от системы программного управления, вращают планшайбу и накло.няют ее в нужное положение, обеспечивая сварку пространственного шва в зависимости от требований программы, При этом, если необходимо только наклонять планшайбу, то валыдвигателей 14 и 15 вращаются в одну сторонуесли в результате неравномерности нагрузкина планшайбу (неравномерности сил тренияили по другим причинам) планшайба приходит в движение, сигнал об этом поступает от датчика 17, и на соответствующий двитатель поступает дополнительный сигнал от системыпрограммного управления, ускоряющий илизамедляющий вращение его вала, и планшайбавозвращается в первоначальное положение.Если необходимо только вращать планшайбу, то валы двигателя 14 и 15 вращаютсяв разные стороны, при этом за неподвижностьюоси наклона следит датчик обратной связи 1:,В общем же случае происходит и наклони вращение планшайбы одновременно, приэтом валы двигателей 14 и 15 вращаются сразными скоростями как по направлению,так н по абсолютному значению в соответствиис программой. Якори электродвигателей 14 и 15 соединя. ются последовательно и питаются от одногорегулятора скорости. Вследствие последовательного соединения якорей при неравномерной нагрузке левого и правого привода происходит перераспределение напряжения между якорями, и нагрузки электродвигателей уравниваются, что приводит к более полному использованию двух электродвигателей. Обмотки возбуждения электродвигателей соединяются согласно при наклоне планшайбы, что обеспе чивает вращение электродвигателей в одну сторону и встречно при вращении планшайбы,5что обеспечивает вращение электродвигателей в разные стороны.Введение дополнительного привода поэво.ляет избавиться от муфты и тормоза, причемсуммарная мощность обоих приводов не пре.иышает мощности одного привода, предназначенного для наклона и вращения планшайбы, так ".ак в данном случае оба привода рабо.тают совместно при наклоне, вращая выходные шестерни в одну сторону, а при вращении в разные стороны - создавая пару сил, это позволяет уменьшить габариты, так как два двигателя меньшей мощности могут быть установлены с обеих сторон манипулятора, вписываясь в габариты планшайбы.Наличие датчиков обратной связи, подклю.ченных к цапфам корпуса и валу планшайбы при помощи мультипликаторов лают возможность, подбирая разные скорости вращения валов двигателей и контролируя исполнение при помощи датчиков обратной связи, производить одновременно вращение и наклон планшайбы, Следует отметить, что датчики обратной связи не усложняют конструкцию, так как в манипуляторах с программным управле.вием их присутствие все равно является обязательным.Так как в данном. случае применяется мно годвигательное соединение привода с объектом управления (планшайбой) удается повысить предельные динамические возможности данной следящей системы и расширить возможности прщиенения манипулятора с программным управлением.Формула изобретения1, Манипулятор, содержащий стойки, полый корпус с цапфами, установленными в стойках, 872 49 6планшайбу с шестерней и валом, смонтированным в корпусе, установленный на одной изстоек привод вращения и наклона планшвйбы,выходная шестерня которого смонтирована насоответствующей этой стойке цапфе с возмож.костью взаимодействия с шестерней вввшай.бы, а также механизм фиксации цапф корпуса,установленный на второй стойке, и механизмфиксации вала планщайбы, закрепленный на1 о корпус, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения надежности работы манипулятора путем улучшения динамических характеристик привода, манипулятор снабжен дополшпельным приводом вращения и наклонапланшайбы, установленным на второй стойке,при этом выходная шестерня дополнительногопривода смонтирована на цапфе второй стойкис возможностью взаимодействия с шестернейпланшайбы, а механизмы фиксации выполненыв. виде мульпшликаторов с датчиками обратной связи.2. Манипулятор по п. 1, о т л и ч а ю.щ и й с я тем, что якори обоих приводовсоединены последовательно, а обмотки возбуждения соединены между собой с возможностьюпереключения на последовательное и параллельное соединение.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Севбо П. И, Конструирование и расчетмеханического сварочного оборудовании. Киев,"Наукова думка" 1978 с, 238.2, Общемашиностроительные типовые и ру.ководящие материалы, ОМТРМ 543 б- б 5,ч. 1. - Оборудование для поворота сварнвае.-.мых изделий, М., НИИМАШ, 1965, с. 78.3. Авторское свидетельство СССР Иф 597540,кл. В 23 К 37/04, 02.04.76 (прототип).