Манипулятор

(5 Государственный номит света Министров СССРа делам изобретенийи открытий УДК 621,869(088.8)(72) Авторы изобретени Г. Н, Завгородний, И, В. Коновал, Н. И. Левченко, А. М. Романенко,Б, Г. Свищев, А. А, Сокологорский и А, А. Трошкин Северодонецкий филиал Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроенияаявитель 54) МАНИПУЛЯТОР Изобретение относится к области пакетирования и штабелирования грузов для пакетныхперевозок, точнее к технике автоматическойукладки на стандартные поддоны штучныхгрузов, преимущественно мешков, заполненных сыпучими продуктами,Для укладки мешков на поддоны в СССРи за рубежом создан целый ряд пакетоформирующих машин, которые при помощи различных механизмов подачи и ориентации укладывают мешки на поддоны в многослойные пакеты с различной перевязкой 1.Пакетоформирующие машины обладаютследующими недостатками: громоздкость иналичие больших ударных нагрузок на мешок. 15В ряде случаев это приводит к разрыву мешков в процессе штабелирования,Известен принципиально новый класс машин - манипуляторов, применяемых для выполнения самых различных технологических, 20транспортных, а также упаковочных операций,в частности, операции штабелирования. Манипулятор не имеет недостатков, присущих пакетоформирующим машинам, но система егоуправления сложнее. ОдноЙ из причин этого 25является применение шагового электродвигателя 2. В случае использования манипулятора как штабелеукладчика применение шагового электродвигателя экономически неоправдано, так как высокая точность исполнения команд не требуется.Наиболее близким прототипом является манипулятор, содержащий корпус с вертикальной осью, на которой подвижно закреплены две руки, связанные с механизмами их поворота и несущие исполнительные органы, связанные с механизмами их вертикального перемещения 31, Однако этот манипулятор не может работать в режиме штабелеукладчика.Цель изобретения - расширение технологических возможностей манипулятора, укладка и разборка штабелей грузов, например, мешков, на поддон и с поддона. Эта цель достигается тем, что исполнительный орган первой руки содержит рамку с механизмом захвата поддонов, имеющим поджимные губки, а исполнительный орган второй руки содержит поворотную в горизонтальной плоскости рамку с механизмом захвата грузов, также имеющим поджимные губки, причем механизм вертикального перемещения исполнительного органа второй руки связан с ней посредством тележки, подвижно установленной в смонтированных на руке продольных направляющих, при этом механизмы поворота рук, механизмы захвата и механизмы вертикального перемещения исполнительных органов содержат си 538957ловые шаговые цилиндры для фиксации положений исполнительных органов.В манипуляторе каждый силовой шаговый цилиндр целесообразно выполнить из телескопически сочлененных секций, в которых шток предыдущей является цилиндром последующей, при этом каждая секция имеет двойные стенки, полость между которыми является рабочей полостью цилиндра и служит для автономной работы цилиндра и управления им,В манипуляторе с целью повышения плотности уложенного на поддон штабеля мешков на рамке правой руки может быть смонтирована виброплита с вибратором.На фиг. 1 изображено предложенное устройство; на фиг. 2 - устройство, вид в плане; на фиг, 3 - шаговый пневмоцилиндр в разрезе.Предлагаемый манипулятор содержит (фиг. 1) две руки 1 и 2, установленные с возможностью независимого поворота вокруг реечного колеса 3, жестко закрепленного на неподвижной оси 4, расположенной в верхней части стойки - шкафа 5. Руки снабжены механизмами их поворота, в состав которых входят рейки 6 и 7 и шаговые пневмоцилиндры 8 и 9. Обе руки снабжены исполнительными органами. Исполнительный орган руки 1 состоит из рамки 10, на которой подвешена виброплита 11 с приводом от вибратора 12, и механизма захвата поддона, имеющего подвижные губки 13 с приводом от пневмоцилиндра 14, закрепленные на рамке 10, Исполнительный орган руки 2 состоит из рамки 15, на которой в нижней части закреплены механизм захвата мешков, имеющий подвижные губки 16 с приводом от шагового пневмоцилиндра 17, а в верхней части - механизм поворота рамки 15 вокруг вертикальной оси, состоящий из обода 18, жестко связанного с рамкой 15, снабженного круговой направляющей канавкой для конических роликов 19, жестко закрепленных на диске 20. Привод механизма поворота содержит реечное колесо 21, закрепленное на диске 20, рейку 22 и пневмоцилиндр 23, закрепленные на рамке 15, Таким образом, исполнительный орган руки 2 подвешен к диску 20 на четырех роликах 19 с возможностью поворота вокруг вертикальной оси рамки 15. Исполнительный орган руки 1 подвешен к руке с помощью механизма вертикального перемещения, выполненного в виде пантографа 24. Привод последнего производится от шагового пневмоцилиндра 25 через реечную пару 26 и две червячные пары 27 с валами 28.Исполнительный орган руки 2 подвешен к руке с помощью пантографа 29. Привод последнего производится от шагового пневмоцилиндра 30 через реечную пару 31 и две червячные пары 32 с валами 33, сидящими на направляющих 34,Механизм пантографа руки 2 вместе с приводом связаны с кареткой 35, могущей совершать возвратно-поступательное движение по четырем направляющим 34 вдоль руки с помощью пневмоцилиндра 36.Манипулятор с помощью рук 1 и 2 обслуживает транспортеры 37 и 38 (фиг. 1 и5 фиг. 2), приемник 39 мешков и накопитель 40поддонов.Приводы механизмов поворота рук, механизмов вертикальных перемещений и механизма захвата мешков снабжены щаговыми10 пневмоцилиндрами, обеспечивающими перемещение исполнительных органов манипулятора из одного фиксированного положения вдругое.На фиг. 3 схематически показана часть ша 15 гового пневмоцилиндра в разрезе, представляющего собой совокупность телескопическисобранных цилиндров 41, 42, 43, 44, в которыхшток предыдущего является цилиндром последующего, и обладающего возможностью2 п автономной работы и управления каждым изсоставляющих. Стрелками обозначены направления движения воздуха в полостях цилиндров в исходном положении, Шаг переме-.щения равен для механизма вертикальногоперемещения захватов рук толщине мешка, ачисло шагов - числу слоев в штабеле.Работает манипулятор следующим образом.Рука 1 выполняет следующие операции(фиг. 1 и 2),зО 1. Схват поддона губками 13 в накопителе40 поддонов, подъем поддона на соответствуюцее число шагов по вертикали (шаг равенвысоте поддона, а также толщине мешка),поворот руки 90, опускание (подъем) подз 5 дона на транспортер 37 (38), освобождениеподдона губками 13, возврат руки в исходноеположение.2. Подъем и поворот руки 1 на 90 в положение над штабелем мешков на транспортере40 37 (38). Опускание виброплиты 11 на штабельмешков, Включение вибратора 12 - выравниь;шие слоя мешков в штабеле. Выключениевибратора 12, подъем виброплиты 11, возвратруки 1 в исходное положение.45 Рука 2 выполняет следующие операции(фиг. 1 и 2).1, Схват мешка губками 16 в приемнике 39менков, подъем мешка на соответствующеечисло шагов по вертикали (шаг равен толщи 5 о не мешка), поворот руки на 90, перемещениемешка губками 16 в одно из крайних положений относительно середины между пневмоцилнндрами 17, опускание мешка на поддонтранспортера 37 (38), освобождение мешкагубками 16, возврат руки в исходное положе.ние,2. Операция 1 с перемещением каретки 35:.ель руки в противоположное крайнее положение,66 3. Операция 1 с поворотом рамки 15 вокругвертикальной оси на 90.4. Операция 1 с поворотом рамки 15 вокругвертикальной оси на 90 и перемещением каретки 35 вдоль руки в противоположное край 65 нее положение.Всего обе руки выполняют по 6 типов операций на каждый транспортер. Очередность и частота этих операций обеспечивается заданной программой. После того, как штабель на поддоне готов, последний отводится из рабочей зоны транспортерами 37 и 38, затем цикл повторяется.Предлагаемое устройство имеет по сравнению с пакетоформирующей машиной следующие преимущества: небольшие габариты и вес; занимаемая площадь ориентировочно меньше в полтора-два раза, а вес в пять раз; отсутствие ударных нагрузок на мешок,Последнее обстоятельство позволяет получить производительность штабелирования выше, чем в пакетоформирующей машине.Предложенный манипулятор-штабелеукладчик по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества: упрощение системы управления вертикальным перемещением путем замены шагового электродвигателя, применяемого обычно в подобных устройствах, шаговым пневмоцилиндром, шаг перемещения захвата при котором равен толщине мешка, а количество шагов пневмоцилиндра равно числу слоев в штабеле, при этом уменьшается количество команд, так как изменение скорости подъема (опускания) по мере изменения высоты штабеля обеспечивается самой конструкцией шагового пневмоцилиндра, в котором время подъема (опускания) захвата руки не зависит от высоты штабеля и равно времени подъема (опускания) на один шаг. Размещение шагового пневмоцилиндра в корпусе руки при этом облегчает (по весу) захваты рук, что приводит к уменьшению затрат энергии на перемещение последних; упрощение конструкции путем обеспечения с помощью щаговых пневмоцилиндров возможности фиксации мешка в трех позициях, учитывая и схват мешка, без дополнительного механизма; упрощение конструкции путем обеспечения с помощью шагового пневмоцилиндра возможности остановки каждой руки в трех позициях без дополнительных механизмов; повышение прочности штабеля мешков на поддоне путем виброуплотн ения каждого слоя мешков с помощью виброплитысовмещенной с механизмом захвата поддонов. Формула изобретения 1. Манипулятор, содержащий корпус с вертикальной осью, на которой подвижно закреп 5 лены две руки, связанные с механизмами ихповорота и несущие исполнительные органы,связанные с механизмами их вертикальногоперемещения, отличающийся тем, что, сцелью расширения технологических возмож 10 ностей и укладки и разборки штабелей грузов, например, мешков на поддон и с поддона, исполнительный орган первой руки содержит рамку с механизмом захвата поддонов,имеющим поджимные губки, а исполнитель 15 ный орган второй руки содержит поворотнуюв горизонтальной плоскости рамку с механизмом захвата груза, также имеющим поджимные губки, причем механизм вертикальногоперемещения исполнительного органа второй20 руки связан с ней посредством тележки, подвижно установленной в смонтированных наруке продольных направляющих, при этом механизмы поворота рук, механизмы захвата имеханизмы вертикального перемещения ис 25 полнительных органов содержат силовые шаговые цилиндры для фиксации положений исполнительных органов,2, Манипулятор по п. 1, отл и ч а ю щи й сятем, что каждый силовой цилиндр выполненЗО из телескопически сочлененных секций, в которых шток предыдущей является цилиндромпоследующей, при этом каждая секция имеетдвойные стенки, полость между которыми является рабочей полостью цилиндра и служитЗЗ для автономной работы цилиндра и управления им,3. Манипулятор по пп. 1 и 2, отличающ и й с я тем, что, с целью повышения плотности уложенного на поддоне штабеля мешков,4 о на рамке первой руки смонтирована виброплита с вибратором.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Пакетоформируюшие машины, Ин 4 д формтяжмаш 6 - 68 - 43, М., 1968.2. Патент США Мо 3739923, М. Кл. В 2539/00, 1972.3. Авт. св. Ко 453292, М. Кл. В 253 5/02,1972 (прототип).538957 ставитель М. Персова едактор С, Микулицкая ед Н ва Ко торы: Т, Добровольская и И, Позняковская аказ 276 писно ипография, пр, Сапунова, 2 Изд.1834 Тираж 963 НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5