Манипулятор

)5 В 25 1 9 00 15 04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2(57) Изобретение относится к робототехнике и может быть применено при использовании промышленных роботов для выполнения операций сборки, фрезерования, шлифования, зачистки преимущественно в гибком автоматизированном производстве на обрабатывающих операциях. Цель изобретения - повышение производительности засчет увеличения количества инструментовв магазине и сокращения времени на ихустановку и настройку при одновременномулучшении динамических характеристик манипулятора путем уменьшения инерционности последнего звена его руки. Между двумя параллельными цепями 7 расположены дополнительные перемычки, в которых шарнирно размещены инструменты 4, 5. При вращении инструмента 5 в рабочей позиции от привода вращения через зубчатые колеса 45 силовые цилиндры 28 за счет внутренних упругих элементов воздействуют на кронштейны 26 со звездочками 24 и натягивают цепи 7. Штоки цилиндров 28 стопорят звездочки 24 и повышают жесткость последнего звена руки, на котором установлены эти цепи 7. При смене инструментов 4, 5 силовые цилиндры 28 через кронштейны 26 и звездочки 24 обеспечивают свободное вращение цепей 7 вместе с инструментами 4, 5. Фиксация инструмента и передача на него крутящего момента в рабочем положении обеспечивает механизм передачи вращения. 7 ил.Изобретение относится к робстотехникеи может быть применено при использовании промышленных робото для выполнения операций сборки, фрезерования, шлифования, зачистки, но преиму.цествено в гибком автоматизированном производстве на оорабатывающих операциях.Целью изобретения явлцется повышениепроизводительности за счет увеличения ко.лицества инструментов в магазине и сокращения времени на их у тановку и настройку при одновременном улучшении динамических характеристик манипулятора пу. тем уменьшения инерцио 5 госи последнегозвена его руки.На фиг. 1 изооражец манипулятор,об ци й вид; на фиг. 2 - кинем а тически я схема цепного механизма, Вид сбоку; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - узел 1 на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез Б- - Б на фиг, 2; ца фиг. 6 - - торцовая игцофреза, оощий вид с разрезом; ца фиг. 7 - схвят, об щий цид с разрезом.Мянул 5 тор соде он(ит ОгцоВя ние 1 с ЯязмесенОЙ на ем новоОтпой кслсннси 2, на которой смонтирована мцо озвеццая рука, последнее звено 3 которой сцабкено магазиномм инструментов (5 а и р:мер, иглофр(за 4, схват 5 и др), выполенн. В виде сдвоецного еНого механизма, сосгояцего из двух параллельно разыещенных з корпусе 6 звена 3 бесконечных цепей 7, элеъенты 8 котоых связа ны между собой дополнительно вве - денными параллельными перемычками (ластицдыи) 9 с укреп:еццыми я их с возможностьо вращения, например, за сцет подшипников 10 инстрлгетами 4 и 5. Размещенный в подшипниках 10 вал 11 инструментов 4 и 5 крепится в ц(м гайками 12 и с одного конца 13 выполнен цлицевым.Другой конец 14 вала 11, - ,ыполця;-тся в зависимости от назначения ин.трумента Инструмент может быть с 5 ьеыпыы, цаприхгер иглофреза 4, или выполненным з одно целое с персг.чкой 9, ипримесхват 5. Игсофреза 4 содержит Ворс 1,э. Закрепленньй между внутренней 16 и нар,жной 17 копи.ческпми ьтулками, стянутыги посредствоы болт 18. Схват 5 содержит смонтированные шарнирно ца стойках 9 (и данном с,ъцае выполненных за одно пело( с перемычками 9) червячный сектор 20 н тягу 21. Нярнирно связанные со сменной губкой 22. Сектор 20 входит в зацеплеци( с концом 14 вала 11, выполненньм в виде червяка 23.Каждая цепь 7 снабжена устройствомнатяжения и фиксации, выполненным в виде находящихся в зацеплении с противоположными ветвями цепи 7 звездочек 24, смон.тированных с возможностью рацеця ца осях 25 в П-образных кронцтейпах 26, установленных с возможностькосеього перемецения на соосных штока.( 27 силового цилиндра 28 двустороннего:ествия, порп;ни 29 которого по пружинеы пружиной 30 в поршневой части, штоки 27 при этом контактируют со звездочками 24, а кронштейны 26 подпружинены относительно штоков 27 пружинами 31. Штоковые полости 32 связаны со средством подачи рабочей среды (не показано) церех отверстия 33.Манипулятор снабжен механизмом передачи врагцеция ня инструмент, выполненным в виде втулки 34, установленной с возможностью осевого перемещения на шлицевом конце 35 вала 36 и одновременно на шлицсвом конце 13 вала 11 инструмента, расположенным во втулке 34 на глубине, не превышающей величины рабочего хода поршня 37 силового цилиндра 38, шток 39 15 кстсрогс параллелен Валу 36 и контактирует с торцом 40 втулки 34 со стороны нцсиру.,гецта, при этом втулка 34 нодпружинеца пружинок 41 относительно вала 36, Последнии установлен в подшипниках 42, укрепленных в корпусе 6 звена 3. Конец 43 вал 36 снабжен (оцическим зубчатым колесом 44, входящим В зацепление с коническим зубцатым колесом 45, установлепь;м на валу 46 привода 47. Втулка 34 смонтирована с возможностью врадеия в 25 Яэростатицеских направляюьцих опорах 48,связанных с корпусом 6 звена 3. Средство подачи рабочей среды (не показано) в аэрсстатицеские опоры 48 может быть любыы из известных стандартных устройств.Цепи 7 установлены на звездочках 49и 50. Звездочки 49 сыонтировань На вас 51 привода 52 перемещения цепи 7.Манипулятор работает следующим обраЗОМ.В магазин ус"ацавливается необходимый 35 комплект инструментов. Для установки необходимого инструмента подается рабочая среда, например воздух, в поршневую полость сис овсго цилиндра 38. Поршень 37, перемешаясь под действием рабочей среды, иСоком 39 сдвигает втулку 34, сжимая пружину 4 и освобождая шлицевой конец 13 вяла1. Поступающая В штоксвые по,Ости 32 рабочая среда сдвигает поршни 29 к центру силовых цилиндров 28, сжимая пружины 30 и смецая штоки 27. Последние 45 выходят из контакта со звездочками 24,расфиксируя их и уменьшая сжатие пружины 31 до обеспечения заданного рабочего натяжения цепи 7. Включается привод 52 перемещения цепи 7, приводящий во вращение звездоцки 49 и цепи 7 и выполняю ций перевод цеобходимого ицсгрумента врабочую позицию (под рабочей позицией ПО 5 ИМаЕТСЯ МЕСТО УСТЯЦОВКИ ИНСтРУМЕНта ;ля фиксирования втулкой 34). Точность перевода необходимого инструмента в рабоцчую позицию осуществляется либо определениич числом оборотов вала -привода перемещения цепи, либо датчиком (не показан), смонтированным в рабочей позиции (определяоцигг как положение, так и ходФорму.а изобретеная инструмента). Отключение давления рабочей среды в поршневой полости силового цилиндра 38 приводит к сдвигу втулки 34 под действием пружины 41 и постепенному ее надеванию на шлицевой конец 13 вала 11 инструмента. Наличие шлицев в отверстии втулки 34 и на конце 13 вала 11 обеспечивает центрирование вала 11 и втулки 34 и последующую передачу крутящего момента с привода 47 вращения инструмента. Отключение давления рабочей среды в штоковых полостях 32 силового цилиндра 28 приводит к смещению поршней 29 под действием пружин 30 и сжатию пружин 31. В результате повышается натяжение цепей 7 и одновременно фиксируются звездочки 24 вступающими с ними В контакт штоками 27. Включается привод 47 вращения инструмента, передающий вращение по кинематической цепочке: вал 46 зубчатые колеса 45 и 44, вал 36, втулка 34, вал 11 инструмента, теремецая вращаюшийся инструмент по пространственной траектории посредством изменения положений, составляющих руку звеньев, манипулятор осуществляет заданную операцио. Смена инструмента после выключения привода 47 осуществляется в описанной последовательности. Все команды ня включения приводов, систем подачи рабочей среды, датчиков и логика их реализации выполняются системой управления робота, например позиционно-контурной СФЕРА.Повышение производительности достигается за счет выполнения магазина в виде вытянутого вдоль звена цепного механизма и снабжения последнего рядом устоойств, реализующих автоматическую смену, позиционирование, фиксацию и функционирование инструментов различного функционального назначения В широком диапазоне реализуемых операций, чго также гарантирует существен ное сокращение вспомогательного времени и времени технического обслуживания РТК. Повышение универсальности обеспечивается расширением технологических возможностей, автоматизацией вспомогательных операций смены, позиционирования, фиксация и др., организацией выполнения разнообразных степеней свободы инструмента и реализуемых ими функций на основе одного привода вращения при повышенной инструментальной емкости магазина, компактности и эффективности технического решения последнего, а также за счет улуч 10 15 20 25 30 35 40 45 50 щения технологичности конструкции маипллятооа. Манипулятор, содержащий осноьание и размещенную на нем поворотную колонну, на которой установлена многозвенная рука, последнее звено которой оснащено магазином инструментов и двумя механизмами передачи воацения на инстрчмент и пеоемещения магазина с инструментами, а также следящие приводы звеньев рлки и сстелл управления, отличающ,ийся тем, что, с цс. Ню повышения производительности зя счет, Вс лич:ния количества инструментов В магязп не и сокращения Вземеаи на их устаОВ- ку и настройк при одновременном ела ч- ШЕЛ 4 И ДНЯМИЧЕСКИХ ХЯ Я.(ТЕРИСТИ К Ма НИУ. лятора за счет уменьшегия инерцнокости ПОСЛЕДНЕГО ЗВЕНЯ ЕГО Р" КИ, ОН Сна ожЕ 1 ГСГ-Ойс ВО. ЯИКСЯЦИИ Ма ЯЗИ НЯ, 2 Ма ГЯЗИ: ИНСТР":ЕНТОВ ВЫПОЛНЕН В В;ДС СДВОЕННОГО цепОГО:,;еханизл 2 цепи кото;:ого оясполоЖЕНЬ чапаЛЛЕЛЪНО, ЛСТЯСВЛЕЛЬ С БОЗМОж 1 ОСТЬО ИХ ПЕЕМЕЦЕНИЯ ГдЛЬ 1 С",ЕДНЕГ звена рук, кинемат.чески связянь с мс- ХЯНИЗЛ:01 1 ЕОЕМЕЩЕЬЯ М" аЗИНЯ 1 ЖЕСТКО сьязе ны междл собой дополнительно Вве. ДЕ Н Н.=1 Иа Р 2 Л,1 Е Л Ь Н Ы М и П Л Я С Т И Н 2 "1 1, В КОТО оых . а;: оно ъстансВГг.1.сто с"еит 1.ПО; ЗО ЛСТ;.ОИСТГО ф 1;КСЯЦИЧ МЯГЯЗИНЯ ВЫ - ,;Е " О аДЕ;В . 1 Н 1 111,: НЬ; Д а. К Н Тайна ДВЕ ЗВСЗДОЦКИ, ,2 ХЗЯЯ ИЗ КО. ТО "ЫхД 1" 1 Н"О ( В "заЯ С1 С СТ и1 СЭОТ"Е 1 СТВУОЦ 1".1 КОН 11 Т" 1101, 2 С .ОГС,1 ВЕ: ВЬО 1;Е;,И СДВОЕННО 0 ПЕГ НОГО Л.ХаИзма. 2 . я кже силовой ци . и хр двухсто- РОНГЕГО ДЕЙС:ВИЯ, КЕСТКО СТЯНОВЛЕНЬЙ НЯ последнем звене рлки, цтски котооого подпр и не-ь дрО 1 О иГе ьно "ря кине- МатЧЕСКИ СЯЯЗЯНЫ С СОС ГВТСТЯл 01 ЗВЕЗДОЧКЯ М 1 И П РГО СВЯЗ 2,-Ь С СОО ЬЕ Г- ствующими кронштейнами, причем леханизл пеоедач Вряцения ня стол лент "1 по не В ВИДЕ СИЛОВОГО ЦИ :1.ДОЯ. КЕСЛ," СИЯ;2 и- НОГО С ПОСПЕДНИМ ЗВЕНОМ РЛ 1 и, 1 ОН ВОДЯ Вращения инструмента, име;опего шлицевой выходон ьял, и втулки с В.утренним цлицеВыл; ОтВеостием, котооая ш:1 нир 0 сьязана с пос 1 едним зВеном руки, устаОВГеня подВижно В осевом направлении на шлицевол Выходном Валу и подпружиненя Относительно него, 2 шток силового цилидра кинема тически связан с этой вглкой.1569222 Дуг 7 Корректор Н. КПодписное рков ль ного комитета по изобретениям и открыт Москв а, Ж - 35, Раугвска я наб., д. тельский комбинат Патент, г. Ужгооод