Промышленный робот

(51 1 9/00. 17/ ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ Н АВТОРСКОМУ СВИ ЛЬСТ 2) ПРОИЬШЛЕННЫЙ РОБОТ стит отот ч к 8,8)етельство СССР л 9/06, 1978. СР Ж фгО фиг.(21) 4402214/31-08 (22) 01.04.88 (46) 23.01.90. Бюл (71) Институт маши им. А.А.Благонраво технической киберн ники Болгарской АН (72) А.С.Ангелов, Н,С.Шиваров, О.Б.М А.И.Корендясев, Б. Н.А.Серков, Л,И.Ты и В.А.Самсонов (БО (53) 621,229.72 (О (56) Авторское сви И 733975, кл. В 25 новедения ва (И) и етики и ро (ВС) Г.С.Стайно анолов, (В Л. Салама нд вес, Н,И.П(57) Изобретение относится к машиностроению и предназначено для устройст механизации и автоматизации основных и вспомогательных операций в промышленности. Цель изобретения - повышение точности позиционирования за счет снижения скорости подхода звеньев к упорам-фиксаторам. Перед началом работы муфта 10 размыкается и поворотная каретка разворачивается приводом на некоторый угол, после этого муфта замыкается, При размыкании упоров-Фиксаторов 5 и 6 исполни1537509 тельное устройство, состоящее иэзвеньев 2, одно из которых шарнирноустановлено на основании, начинаетдвижение в направлении против часовой стрелки. При достижении упором,жестко установленным на каретке,опорной поверхности 11 упругого элемента 4 аккумулятора механическойэнергии этот упор вступает во взаимодействие с опорной поверхностью.Движение звеньев исполнительного устройства далее происходит по инерциидо момента взаимодействия опорнойповерхности 12, выполненной на втором конце упругого элемента 4, с неподвижным упором, жестко установленным на основании, После этого начинается торможение звеньев исполниИзобретение отнпситгя к машиностроению и предназначено для устройств механизации и автоматизации основных и вспомогате".ных операций в промышленности,Цель изобретения - повышение точности выхода звена в программную по- З 0зицию.На фиг. 1 представлен промышленный робот, общий вид; на фиг, 2 - разрез А-А на Фиг. 1; на фиг. 3 - график изменения момента, приложенного к . ведомому звену исполнительного устройства со стороны аккумулятора в функции угла поворота ведомого звена; на Фиг. 4 - устройство, вариант. исполнения, обеспечивающий регулирование положения обоих упоров; на Фиг. 5 - разрез Б-Б на Фиг. 4; на фиг, 6 - то же, в случае использования в качестве механизма управляемого упора-фиксатора двух шарнирно соединенных звеньев (ломающегося рычага).Промышленный робот содержит основание 1, шарнирно соединенные звенья 2 исполнительного .устройства (на схеме показано только одно звеНо), индивидуальный привод звена, включающий двигатель 3, аккумулятор механической энергии с упругим элементом 4 (пружиной) и механизм управляемого упорафиксдторду содержащий подвижныйи неподвижный 6 упоры (звенья) и приводное устройство их размыкания (не показано), Робот снабжен также поворотной кареткой 7, кинематически святельного устройства за счет закручи"вания упругого элемента 4 аккумулятора механической энергии, После остановки звеньев 2 срабатывают упорыфиксаторы 5 и 6 второго крайнего положения, фиксируя исполнительное устройство. Для движения в обратном направлении упоры-Фиксаторы "азмыкаютсяи цикл повторяется. Для более надеж"ной работы муфты 10, одна из полумуфт которой жестко закреп, ена на каретке, а другая на звене 2, выполняется зубчатой, а упоры-Фиксаторы 5 и6 - в виде двух шарнирно соединенныхзвеньев свободные концы которых шар.нирно закреплены соответственно наосновании и на каретке. 2 з.п,ф-лы,6 ил. занной с подвижным упором 5 (в данномслучае он закреплен на каретке на упругом подвесе) и с двигателем 3 с помощью зубчатой пары 8, Каретка 7 установлена с возможностью свободноговращения вокруг оси аккумулятора относительно звена 2 и имеет роэможность контакта участком 9 (упором)с упругим элементом 4. Между кареткой 7 и звеном 2 установлена управляемая муфта 10, выполненная, например, зубчатой с мелким (мышиным) зубом.Устройство работает следующим образом.В исходном положении А, когдаподвижный 5 и неподвижный 6 упорывторого механизма фиксации защелкнуты, упругий элемент 4 аккумулятора,контактирующий площадкой 11 (опорной поверхностью 1 с основанием 1, апло 4 Ьдкой 12 (опорной поверхностью)- со звеном 2, развивает момент противчасовой стрелки, который воспринимается неподвижньм упором 6. В этойситуации каретка 7 не воспринимает,никакой нагрузки, а если отключитьзубчатую муфту 10, о ее легко можноповернуть вокруг оси аккумулятора напрограммируемый УГол ь с помощьюмаломощного двигателя 3. После отработки требуемого угла муФта 10 опятьвключается и жестко связывает каретку 7 со звеном 2,Работа устройства при М = 0 полностью соответсгвуе 1 ра 5 оте традици 1537509онных цикловых машин с рекуперацией энергии, Если расцепить упоры 5 и б, то под действием момента аккумулятора звено начнет разгоняться, перемещаясь против часовой стрелкиРовно на половине пути р произойдет пересопряжение аккумулятора: участок 9 каретки снимает конец 11 пружины с основания, а второй конец 12 пружины 10 контактирует не со звеном 2, а с основанием 1. С этого момента аккумулятор начинает заряжаться, а ведомое звено - тормозиться . На второй половине угладвижения звена упру гий элемент закрутится на тот же угол, что и в исходном положении, а звено переходит во второе крайнее положение В. В результате обеспечивается максимальное быстродействие 20 (фиг. 3).Если в ситуации А каретку 7 переместить на угол Я , то структура движений звена 2 изменится. Разгон будет осуществляться на участке 25 ( Р - о ). После отработки этого этапа участок 9 каретки снимет с упора конец 11 упругоГо элемента, наступит фаза "свободного полета", поскольку . оба конца 11 и 12 упругого элемента 30 4 контактируют с жестко связанными муфтой 10 упорами, жестко установленными на каретке 7 и на звене 2. Эта фаза существует на угле м- . Далее (фиг. 3) конец 12 упругого элемента сядет на основание .и начинается этап торможения, В результате звено 2 перемещается в положение С, отстоящее от крайнего положения на уголПри этом всегда будет обеспечено 40 равенство энергии, поступающей из аккумулятора и закачиваемой в него. Всегда в положениях выстоя аккумулятор имеет максимальную потенциальную энергию, не зависящую от координаты 45 ведомого звена. Таким образом, изменяя угол М поворота каретки 7 в пределах) с( ) 0, в моменты выстоя звена в положении А программно можно изменять положение руки в, пре делах половины общего диапазона угла. поворота.В предлагаемой схеме двигатель 3 . работает в двух режимах: на этапе выстоя в позиции А он обеспечивает программное перемещение каретки 7 на программируемый угол Ы., готовя тем самым следующую позицию руки, а на этапе движения он работает в режиме источника момента, компенсируя трениев системе. Затраты времени на перемещение каретки не существенны, так какво всех случаях в позиции А предполагается некоторое время выстоя для выполнения технологической операции.Муфту 10 целесообразно выполнятьмелкозубой. При этом достигается малая дискретность перемещения звена,Дополнительное преимущество от зубчатой муфты состоит в том, что точность позиционирования звена не зависит от погрешности перемещения каретки 7, От двигателя 3 требуется тольковывести каретку с точностью до шагазубьев муфты. При ее срабатывании каретка доворачивается (так как двигатель 3 маломощный), что обеспечиваетточное положение звена 2,Для того, чтобы обеспечить многопозиционность положений звена вовсем диапазоне его движения, можноиспользовать схему, представленнуюна фиг, 4 и 5, При работе схемы выдерживается принцип челнока; покаробот стоит в одной позиции, ненагруженную каретку выводят в положение,обеспечивающее следующую позицию зве"на. После отработки данной позиции(в период выстоя в ней) перемещаютосвободившуюся каретку и т.д, Притакой схеме все программируемые позиции размещаются в двух зонах 1 и11. При программировании позиции следует выполнять обязательное условие;движение возможно только между любыми точками разноименных зон; движение между точками, принадлежащимиодноименной зоне, запрещено.Использование в качестве управляемого упор-фиксатора двух шарнирносоединенных звеньев (ломающегося рычага) иллюстрируется фиг. б. Здеськаждая из поворотных кареток 7 шарнирно связана со звеном 13 ломающегося рычага, а его второе звено 11шарнирно связано с основанием илипредыдущим звеном, Расстояния от осивращения кареток до шарниров, связывающих каретки 7 со звеньями 13,одинаковы,В положении выстоя всегда один измеханизмов ломающихся рычагов находится в особой конфигурации (звенья13 и 11 вытянуты в прямую линию), асопряженные элементы упора-фиксатора,например ответные части управляемогомагнита, установленные на звеньях 13и. 14 в районе промежуточного шарнира, четко фиксируют полощение звена,этот момент. конфигурацию второго механизма ломающегося рычага можно изменять, расцепив при этом муфту 10. После выхода в следующую позицию фиксируемую особой конфигурацией ломающегося рычага 13 и 14, поворотом аретки 7 изменяется конфигурация механизма со звеньями 13 и 14, В результате достигается четкая фиксация вена в программной позиции.о р м у л а и з о б р е т е н и я1. Промышленный робот, содержащий снование, исполнительное устройство меющее шарнирно соединенные звенья, дно из которых шарнирно установлено а основании, систему управления, а акже приводы звеньев, включающие вигатель, аккумулятор механической нергии с упругим элементом и управяемый упор-фиксатор, кинематически вязанные с соответствующими звенья- и исполнительного устройства, о ти ч а ю щ и й с я тем, что, с елью повышения точности выхода звеа в программную позицию, он снабжен о крайней мере одной управляемой муфтой, а привод по крайней мере одйого звена исполнительного устройства содержит поворотную каретку, шарнирно смонтированную на этом звене 5соосно с соответствующим аккумулятором механической энергии и кинематически связанную с соответствующим двигателем, причем одна из полумуфт управляемой муфты жестко соединена с этой поворотной кареткой, а другая жестко установлена на упомянутом звене, при этом на концах упругого элемента аккумулятора механической энергии выполнены опорные поверхности, имеющие возможность взаимодействия с дополнительно введенными упорами, жестко установленными на поворотной каретке, на основании и на соответствующем звене исполнительного устройства. 2. Робот по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что обе полумуфтыуправляемой муфты выполнены зубчаты 25 ми,3, Роботпоп, 1,отличающ и й с я тем, что каждый управляемый упор-Фиксатор выполнен в видедвух шарнирно соединенных звеньев,свободные концы которых шарнирно связаны соответственно с основанием ис поворотной кареткой привода.,Мотыль Техред Л.Сердюкова уск Редак орректо ое ри ГКНТ СССР иям и открытиям я наб., д, 4/1