Устройство для программного управления манипулятором

Своз СоввтсиикСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 903812(5 )Ж. Кл. 6 05 В 19 ЙЗ В 25 д 9/00. Ьоуааротаенай квинтет СССР оо делам наоаретеннй н открытнй(5 З) УДК 621- -525(088.8) Ю.М. Барац, П,И, Котенко, 6.Н. Киклееич, Ю.П. Жуков,И.Е, Захаров и Л,А. Белоцерковский фЪ ф и Донецкое отделение ИнститутаГипроуглеавтоматизацйЪ 4(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ МАНИПУЛЯТОРОМ Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть применено для управления промышленными работами.Известно устройство для управления перемещением подвижных узлов, например, исполнительными механизмами. Устройство содержит датчики положения подвижных узлов, взаимодействующие с кулачками. Датчики положенияо выполнены в виде комплекта двуплечих рычагов, а кулачки выполнены в виде кодирующих гребенок 1 . Недостатком указанного устройства является сложность конструкции и схемы управления, в результате чего снижается надежность устройства.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для программного управления манипулятором, содержащее вал с кулачками и гидравлические при" воды по числу степеней свободы манипулятора 1 2 ,К недостаткам указанного устрой" ства относится низкая точность Функционирования и малая возможность позиционирования только в конечных точ; ках хода гидравлических приводов.Цель изобретения - повышение точности и увеличение числа точек позиционирования.Поставленная цепь достигается тем, что предлагаемое устройство для программного управления манипуляторсм, содержащее вал с кулачками, выполнен" ными в виде съемных шайб, и гидравли" ческие приводы по числу степеней сво" боды манипулятора, дополнительно содержит узел подпитки и однополостные цилиндры прямого и обратного кода, разбитые на группы, число которых со" ответствует числу степеней свободы манипулятора, причем каждый однопо" постный цилиндр прямого хода соединен со штоковой полостью, каждый однополостный цилиндр обратного хода соединен с поршневой полостью своегогидравлического привода, а полости всеходнополостных цилиндров соединены с узлом подпитки.Предлагаемое устройство позволяет программировать не только моменты на- у чала движений и время перемещения, но и с достаточно высокой степенью точности величину перемещений с возможностью остановки в любых наперед заданных промежуточных точках. 1 ОНа чертеже показана принципиальная схема устройства для программного управления манипулятором,Манипулятор 1 состоит из отдельных связанных между собой звеньев 15 2-6, Число этих звеньев определяется числом степеней свободы манипулятора, Звено 2 - гидроцилиндр двустороннего действия - является станиной и предназначено для подъема и 20 опускания захваченного объекта. На его поршне закреплен неполноповоротный гидродвигатель 3 перемещения манипулятора в горизонтальной плоскос" ти . На его корпусе закреплен гидро цилиндр 4 двустороннего действия, обеспечивающий возвратно-поступательное движение захвата в горизонтальной плоскости, На штоке этого цилиндра .закреплен неполноповоротный гид- ЗО родвигатель 5 вращения захвата 6. Программное устройство 7 состоит из кулачкового вала 8 со съемными шайбами 9. Вал 8 связан с двигателем 10 через муфту 11 предельного момента и редуктор 12 с командоаппаратом 13 и посредством кулачковых шайб с однополостными гидроцилиндрами 14.Причем количество шайб и цилиндров равно числу точек позиционирования манипулятора, Шайбы воздействуют на штоки 15 цилиндров за счет различных профилей кулачков, которые выбираются. в зависимости от программы движений звеньев манипулятора. Однополостные цилиндры 14 связаны с полостями гидроприврдов поворотных и поступательных движений звеньев манипулятора трубопроводами 16 и разбиты на груп" пы, причем количество групп равно ко 0 личеству гидроприводов манипулятора, а каждая из групп в свою очередь раз-. бита на цилиндры прямого и обратного ходов, первые из которых связаны с поршневыми, а вторые с штоковыми по- фИ лостями соответствующих гидроприводов манипулятора. Увеличение числа однополостных цилиндров в группах обеспечивает увеличение числа точек позиционирования звеньев манипулятора.Для пополнения замкнутых объемов систем.,образованных однополостными цилиндрами 14, трубопроводами 16 и полостями гидроприводов поворотныхи поступательных движений звеньев манипулятора предусмотрены узлы 17 подпитки системы рабочей жидкостью в виде емкости, выполненной жидкостью под избыточным давлением и связанной через обратные клапаны 18 с трубопроводами 16.Устройство работает следующим образом.Сначала определяют программу движения каждого из звеньев манипулятора,т.е, задают величины поступательных и поворотных движений звеньев и порядок их выполнения. В соответствии с этим набираются кулачковые шайбы с нужным для каждого движения профилями и устанавливаются на вал 8, При этом для каждой группы однополостных цилиндров кулачковые шайбы устанавливаются с двумя различными профилями. Первые воздействуют на одну половину однополостных цилиндров и обеспечивают прямой ход привода звена манипулятора, а вторые воздействуют на другую половину этих цилиндров и обеспечивают обратный ход. Если движение звена манипулятора осуществляется не на полный ход привода,то в каждой половине группы его однополостных цилиндров устанавливаются кулачковые шайбы с одинаковыми профилями, не вызывающие движения штоков некоторых однополостных цилиндров. При этом установкой таких шайб можно изменять ход приводов звеньев манипулятора ступенчато, и выбирать нужные точки позиционирования в пределах зоны движения звеньев манипулятора.После установки кулачковых шайб на вал 8 устройство запрограммировано и работает следующим образом.Включается двигатель 10, и вращение через муфту 11 и редуктор 12 передается командоаппарату 13 к валу 8,Командоаппарат включает внешнее оборудование, например пресс или станок, а вал 8 поворачивает закрепленные на нем кулачковые шайбы 9 на один оборот. При этом все звенья манипулятора совершают полный цикл движений, например, для звена 2 манипулятора. При повороте вала 8 штоки пер9038 5вой половины однополостных цилиндров 14 вдавливаются в полости за первую половину оборота вала, При этом жидкость из их полостей выдавливается в поршневую полость гидроцилинд- % ра 4 двухстороннего действия и происходит подьем манипулятора вверх. При движении поршня гидроцилиндра жидкость из его штоковой полости перетекает по трубопроводу 16, в полости однополостных цилиндров 14 второй половины группы, а их штоки выдавливаются из полостей и не теряют контакта с поверхностями кулачков, За вторую половину оборота вала 8 проис ф ходит обратный процесс и привод звена приходит в исходное положение, т.е, под действием кулачковых шайб вдавливаются штоки второй половины группы, а штоки первой " выдавли ваются.Аналогично осуществляется работа всех остальных звеньев манипулятора.Применение предлагаемого устройства для программного управления мани пулятором позволяет существенно упростить устройство за счет отсутствия промежуточных распределительных устройств и повысить точность и много. позиционность за счет силового замы- ЗО кания противополостей гидроцилиндров и изменения объема жидкости вы" тесняемой за один оборот кулачкового 12вала в полости гидроцилиндров манипулятора.Формула изобретенияУстройство для программного управления манипулятором, содержащее вал с кулачками, и гидравлические приводы по числу степеней свободы манипулятора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и увеличения числа точек позициониро- вания оно содержит узел подпитки и группы однополостных цилиндров прямого и обратного хода, число групп соответствует числу степеней свободы манипулятора, причем каждый однополостный цилиндр прямого хода соединен со штоковой полостью, каждый однополостный цилиндр обратного хода соединен с поршневой полостью своего гидравлического привода, а полости всех однополостных цилиндров соединены с узлом подпитки.Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Ю У 633, кл. В 2ЭЛ 0,. 19,73.2. Пневматические системы управления станками, прессами и другими машинами. Альбом схем И., НИИ по машиностроению. 1971, с. 181 (прототип)./2 Тираж 9НИИПИ Госудпо делам035, Москв Подписноекомитета СССР аказ и открытиишская наб зобретени , Ж, Р Проектна Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,Сост. витель О. ГудковаРедактор И. Юрковецкий Техред М. Рейвес Корректор