Исполнительный орган манипулятора

пц 86 Ю 60 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 07.09.81(51) М. Кл.В 253 9/00 Государстееннын кемите СССР по делам изобретений и открытийВ, А. Яхимович, Ю. А. Хащин и Ю. М, Савастопольский приборостроительный институт сельскохозяйственный институт ГАН МАНИ ТОР 4) ИСПОЛНИТЕЛЬНЫ Изобретение относится к области машиностроения, а именно к манипуляторам и промышленным роботам преимущественно для сборочных работ.Известен исполнительный орган манипулятора, содержащий пневмоцилиндр с поршнем, штоком и питающими магистралями, а также регулируемые упоры 1.Известное устройство не исключает удары подвижных элементов об упоры, низка 1 О точность позиционирования, мала долговечность исполнительного органа, Для смягчения ударов подвижных частей исполнительного органа применяют различные дополнительные средства демпферы, дроссели 15 и другие, что усложняет конструкцию и снижает производительность,Целью изобретения является повышение точности позиционирования и производительности. 20Для достижения поставленной цели исполнительный орган манипулятора снабжен пальцами и кинематически связанной с ними подпружиненной заслонкой, установленной с возможностью взаимодействия с 25 регулируемыми упорами, причем упомянутые упоры смонтированы на корпусе пневмоцилиндра, а в штоке выполнены пересекающиеся поперечные и продольные каналы, выходное отверстие последнего из ко- ЗО торых расположено на торце штока. Исполнительный орган снабжен установленным на подпружиненной заслонке фигурным стержнем с каналами и установленной с возможностью перемещения на этом стержне подпружиненной втулкой, в полости которой выполнены продольные пазы, а также снабжен установленными с возможностью перемещения на корпусе пневмоцилиндра кольцами, гофрированной трубкой, посредством которой соединены эти кольца механизмами их фиксации, стержнями, закрепленными в одном из колец и образующими пару скольжения с другим кольцом, а также подпружиненными стаканами, закрепленными на конце упомянутых стержней, причем на одном из колец расположены регулируемые упоры.На фиг, 1 показан общий вид исполнительного органа; на фиг. 2 показан вариант расположения регулируемых упоров; на фиг. 3 - вариант конструкции элементов регулирования хода штока исполнительного органа; на фиг. 4 - сечение по А - А на фиг. 3; на фиг. 5, 6 и 7 показано относительное расположение колец, несущих упоры; на фиг. 8 - схема механизма фиксации кольца; на фиг. 9 - вид Б на фиг. 8; на фиг. 10 - вариант конструкции устройства управления упорами.воздух в левую полость пневмоцилиндра 1, В правую полость цилиндра через магистраль б подается давление подпора, несколько меньшее, чем давление, подаваемое по магистрали а. Поэтому поршень 2со штоком 3 перемещаются вправо. Это перемещение продолжается до тех пор, пока заслонка 9 не упрется в упоры 13, Тем самым заслонка 9 отойдет от сопла 6, и образуется зазор 5, через который воздухиз левой полости истекает наружу, в атмосферу, Как только давление слева и справа от поршня 2 уравняется, шток 3, а значит, и захват 11 остановятся.При равенстве давлений справа и слевасработает чувствительный элемент 16, ко 50556065 Исполнительный орган манипулятора(фиг. 1) содержит пневмоцилиндр 1 споршнем 2 и штоком 3, который имеет пересекающиеся поперечный канал 4 и продольный канал 5. Последний снабжен соплом 6. На этом же конце штока 3 закреплен фланец 7 с пальцами 8, на которыхподвижно установлена заслонка 9 с пружинами 10. На противоположном концештока 3 расположен захват 11 манипулятора,На корпусе цилиндра 1 установлсн фланец 12, несущий упоры 13, фиксируемыевинтами 14. Питающие магистрали исполнительного органа соединены линией с 15дросселем 15, через который полости пневмоцилиндра сообщаются, кроме того, этиполости соединены с чувствительным элементом 16.В ариант конструкции исполнительного 20органа манипулятора (фиг. 2) содержитупоры 17, оснащенные электромагнитнымиприводами.Вариант конструкции элементов регулирования хода штока содержит (фиг. 3 и 4) 25присоединенный к заслонке 9 фигурныйстержень 18 с каналами 19 и 20, втулку 21с каналами 22 и пружину 23,Вариант конструкции фланца, несущегоупоры содержит (фиг. 5, 6 и 7) кольца 24 и 3025, гофрированную трубку 26, направляющие 27, пружины 28 и стаканы 29. Механизм фиксации колец 24 и 25 содержит камеры 30 (фиг. 8 и 9) с поршнями 31, эластичное кольцо 32 и втулку 33, Между 35кольцами 24, 25 и втулкой 26 образованагерметичная полость 34 (фиг. 5, 6 и 7). Вариант, представленный на фиг. 10, содержит втулку 35, установленную на цилиндре1, В резьбовое отверстие втулки 35 ввернут 40винт 36, управляемый шаговым двигателем 37,Манипулятор работает следующим образом.В исходном положении сопло 6 штока 45исполнительного органа перекрыто заслонкой 9, После взятия захватом 11 детали(на фиг, не показана) на исходной позиции, по питающей магистрали а подается торый выдает команду управления на установку детали, находящейся в захвате 11, насборочную позицию (сборочная позиция начертежах не показана). После этого покоманде чувствительного элемента 16 подача давления по магистрали а прекращается. Давление в правой полости, действуя напоршень 2, отводит его назад - влево - наисходную позицию, и в захват 11 подаетсяновая деталь, Цикл повторяется,Поскольку зазор 5 весьма мал и его величина очень точно выдерживается, то выведение захвата 11 на сборочную позициюосуществляется с высокой точностью, т. е.в данном манипуляторе достигается высокая точность позиционирования. Установкадросселя 15 позволяет существенно улучшить динамические характеристики привода.Величина перемещения штока 3 исполнительного органа регулируется выдвижениемупоров 13 и фиксацией их винтами 14,Элементы, аналогичные заслонке 9 и другим, могут быть установлены и с правойстороны исполнительного органа. Тем самым можно регулировать ход штока 3 влево, а не только вправо.Вместо механических упоров могут бытьприменены электромагнитные (фиг. 2), чторасширит возможности автоматической регулировки хода. В зависимости от того, какой упор 17 включен, остановка будет вразных, запрограммированных заранее местах,При варианте конструкции элементоврегулировки хода штока 3, показанном нафиг, 3, исполнительный орган работает следующим образом; в момент, когда заслонка9 отодвигается влево (упорами 13) междусоплом 6 и фланцем штока 18 образуетсязазор, но воздух через сопло выйти в атмосферу не может, так как втулка 21 прижата пружиной 23 к торцу штока 3,Поэтому сжатый воздух по каналам 22(фиг, 4) втулки 21, каналам 19 и 20 в фигурном стержне 18 проходит в управляющее устройство (на чертежах не показано),где вырабатываются необходимые команды, например, на снижение давления, подаваемого в цилиндр, При этом шток 3продолжает свое движение вправо. Заслонка 9 удерживается упорами, а шток 3,преодолевая усилие пружин 10, перемещается с фланцем 7 и пальцами 8. Это будетпродолжаться до тех пор, пока фланец фигурного стержня 18, прикрепленного к заслонке 9, не зацепит втулку 21. Вследствиеэтого последняя отойдет от торца штока 3,воздух из сопла 6 выйдет в атмосферу, ишток 3 остановится. В остальном работаисполнительного органа происходит так,как описано выше,Работа исполнительного органа при варианте, представленном на фиг. 5, 6 и 7,происходит следующим образом,В исходном положении кольцо 24, несущие упоры 13 и направляющие 27 расположены так, как показано на фиг. 5, где кольцо 24 зафиксировано, а кольцо 25 расфиксировано. При подаче воздуха в полость 34 кольцо 25 перемещается по цилиндру 1, сжимая пружины 28, пока не упрется в торцы стаканов 29, В этом новом положении (фиг. 6) кольцо 25 останавливается (трубка 26 находится в растянутом состоянии). Затем кольцо 25 фиксируется, а кольцо 24 расфиксируется, и воздух из полости 34 стравливается. Под действием пружин 28 кольцо 24 притягивается, перемешаясь по направляющим 27 вправо, к кольцу 25 и тоже занимает новое положение, т. е. упоры 13 смещаются на один шаг вправо.После этого при подаче воздуха в полость 34 перемещение упоров можно повторить, причем в зависимости от того, какое из колец фиксируется, перемещение упоров может быть осуществлено в любую сторону. Изменением расстояния 1 между кольцом 25 и стаканом 29 (фиг, 5) можно регулировать величину шага перемещения упоров 13, Таким образом, положение упоров автом атически регулируется.Механизм фиксации (фиг. 8 и 9) колец 24 и 25 работает так: при подаче сжатого воздуха в камеры 30 поршни 31 сдавливают эластичное (например, гидропластовое) кольцо 32, которое воздействует на втулку 33 и обжимает корпус цилиндра 1, что и обеспечивает фиксацию колец 24 и 25. При стравливании воздуха из камер 30 происходит расфиксация колец.При работе устоойства по варианту, показанному на фиг. 10, в случае необходимости переместить упоры 13 включается двигатель 37, который перемещает втулку 35 с упорами 13 вправо или влево на требуемое расстояние.Предлагаемая конструкция исполнительного органа обеспечивает исключение ударов штока в процессе работы, возможность управления плавностью перемещения штока, автоматизацию установки и фиксации подвижных упоров, повышение точности позиционирования исполнительного органа при существенном упрощении конструкции по сравнению с прототипом.Если в прототипе упоры гасят кинетическую энергию всего поршня со штоком при остановке последних, то в данном устройстве необходимо погасить кинетическую энергию только фланца 9, которая значительно меньше, Тем самым уменьшаются удары, а 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 значит, характеристики исполнительного органа повышаются.Варианты устройства (фиг. 3 и 4 и др.) позволяют обеспечить путевое управление исполнительным органом, что особенно важно в сборочном процессе. В нем легко вырабатывается ряд дополнительных команд, причем в момент, когда захват 11 подходит на сборочную позицию,Применение подвижных упоров (фиг. 5, 6 и 7) позволяет автоматизировать остановку исполнительного органа в большом количестве точек (позиций),Формула изобретения 1. Исполнительный орган манипулятора, содержащий пневмоцилиндр с поршнем, штоком и питающими магистралями, а также регулируемые упоры, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью повышения точности позиционирования и производительности, он снабжен пальцами и кинематически связанной с ними подпружиненной заслонкой, установленной с возможностью взаимодействия с регулируемыми упорами, причем упомянутые упоры смонтированы на корпусе пневмоцилиндра, а в штоке выполнены пересекающиеся поперечные и продольные каналы, выходное отверстие последнего из которых расположено на торце штока,2. Исполнительный орган по п. 1, отлич а ю щ и й с я тем, что, он снабжен установленным на заслонке фигурным стержнем с каналами и установленной с возможностью перемещения на этом стержне подпружиненной втулкой, в полости которой выполнены продольные пазы.3. Исполнительный орган по пп. 1 и 2, отл и ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен установленными с возможностью перемещения на корпусе пневмоцилиндра кольцами, гофрированной трубкой, посредством которой соединены эти кольца, механизмами их фиксации, стержнями, закрепленными в одном из колец, и образующими пару скольжения с другим кольцом, а также подпружиненными стаканами, закрепленными на конце упомянутых стержней, причем на одном из колец расположены регулируемые по ы. у рИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Переналаживаемые, сборочные автоматы под ред. В, А. Яхимовича, Киев, Техника, 1979, с. 62, рис. 35, с. 64, рис, 37,