Робототехнический комплекс

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 191 (11 4 В 21 0 43/13 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ПИСАНИЕ ИЗОБРВТОРСНОМ,К СВИДЕТЕПЬСТ ГЕНИЯ-27, 4 193884 2 ТОТЕХНИЧЕСК ретение отн КО ится поштучнои в вата их схв ачи чи их а отштампованньм.б. исполь очном произво ова тве.(54) РО (57) Из тизации для за го робо вьдачи штампаштампов МПЛЕКСк автомаготовок мышленноп пресса, ей из в листоЦель -1416244 в кассету 35. Кольцевой стол снабженполой ступицей. Он может быть кинематически связан с роботом 4 двухступенчатой цилиндрической колонкой,которая закреплена на основании ипроходит внутри стола 8, Полая стугпнца служит подшипником для опорыстола 8 на колонну. На колонне смонтирована платформа 3 с роботом 4,Кинематическая кольцевая связь стола8 с роботом 4 может быть выполнена ввиде кольцевой опоры, внутри которойпосредством кольцевого кронштейнаустановлен корпус робота 4. В этомслучае кольцевой стол 8 с помощьюполой ступицы смонтирован на кольцевой опоре с возможностью поворотавокруг корпуса робота 4, а робот 4жестко смонтирован на основании,2 з,п, ф-лы, 4 ил,Изобретение относится к автоматизации поштучной выдачи заготовок для захвата их схватом руки промышленного робота (ПР), подачи их в штамп пресса, выдачи отштампованных заготовок из штампа и,укладки их в приемное устройство для отштампованных заготовок, и может применяться в холод ном листоштампованном производстве в 10 автоматических линиях, участках, робототехнических комплексах на базе ПР с применением систем микропроцессорного управления и ЭВМ.На фиг. 1 изображен робототехни ческий комплекс, общий вид; на фиг.2- разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3разрез А-А на фиг, 1, вариант (второе исполнение связи поворотного стола с кареткой); на фиг, 4 - вид Б 20 на фиг, 2 и 3.Робототехнический комплекс содержит основание 1, на котором смонтировано магазинное устройство 2. Магазинное устройство 2 снабжено платфор мой 3, на которой установлен промьппленный робот 4, Магазинное устройство 2 и промышленный робот 4 посредством основания 1 установлены на откатной каретке 5 напротив пресса 6 30 снижение металлоемкости и повышениепроизводительности путем уменьшениянеобходимой величины хода рук промышленного робота, Устройство содержит основание, на котором смонтировано магазинное устройство. Оно представляет собой многопозицонный кольцевой стол 8 и снабжено платформой3, на которой установлен промьппленный робот 4. Магазинное устройствои робот 4 посредством основания установлены на каретке, Каретка расположена напротив пресса 6 с штампом 7так, что оси 32 и 33 рук 28 и 29 сзахватами 30 и 31 пересекаются надштампом 7. Рука 28 с захватом 30переносит заготовку 16 из стопы 15кассет 14 в штамп 7 пресса 6. Рука29 с захватом 31 захватывает обработанные детали 34 и переносит их с рабочим штампом 7. Магазинное устройство 2 представляет собой многопозиционный кольцевой поворотныйстол 8, снабженный полой ступицей 9,служащей подшипником,цля опоры стола8 на колонну 10, которая закрепленана основании 1 и проходит сквозькольцевой поворотный стол 8. На этойколонне 10 смонтирована и платформа 3.Связь кольцевого поворотного стола 8 с кареткой 5 может осуществляться также посредством кольцевой опоры11. Кольцевая опора 11 выполнена ввиде шарикового подшипника различныхконструкций и установлена снаружикорпуса 12 робота 4 посредством кольцевого кронштейна 13. В этом исполнении поворотный стол 8 с помощью полойступицы 9 смонтирован на кольцевойопоре 11 с возможностью поворота вокруг корпуса 12 промышленного робота 4,На позициях с одной стороны поворотного стола 8 устайовлены сменныекасссеты 14, каждая иэ которых служит для размещения на ней стопы 15заготовок 16 для последующей выдачиих по одной штуке для подачи в штамп3 141624 7 пресса 6 на рабочей позиции, обозначенной индексом А , Позиция А является рабочей позицией для загрузки пресса 6 исходными заготовками 16,БКассета 14 по конструкции представляет собой штыри 17, которые закреплены на своих основаниях 18 со сквозными отверстиями 19 в соответствии с размерами и конфигурацией 10 заготовок 16. Магазинное устройство 2 имеет привод 20 для выдачи исходных заготовок 16, смонтированный под поворотным столом 8 на основании 1 на рабочей позиции А . Привод 20 при помощи блока управления (не показан) работает в режиме выдачи заготовок 16 по одной штуке и выполнен в виде различных механизмов, например, в виде пневмоцилиндра со штоком 20 21, на котором смонтирована сменная опорная шайба 22, которая служит опорой для стопы 15 при выдаче исходных заготовок 16.В поворотном столе 8 на каждой 2 Б его позиции выполнено отверстие 23, которое совместно с отверстием 19 основания 18 кассеты 14 служит для прохождения сменной опорной шайбы 22 при выдаче заготовок 12 из кассеты 11,30В исходном положении шайба 22 находится в крайнем нижнем положении под поворотным столом 8, так, что она не препятствует в этом положении его повороту.ЗБПривод поворота 24 стола 8 установлен также на основании 1 и осуществляет его поворот с установленными на нем кассетами 14 посредствомзубчатой передачи, состоящей из шестерни 25, смонтированной на валу 26привода поворота 24, и зубчатого колеса 27, смонтированного на полойступице 9 стола 8,Промышленный робот 4 с корпусом12, установленный на платформе 3,имеет две руки 28 и 29 со схватами30 и 31 и осями их крепления 32 и 33соответственно. Рука 28 со схватом30 служит для захвата заготовок 16из стопы 15 кассет 14 и подачи их вштамп 7 пресса 6. Рука 29 со схватом31 служит для захвата обработанныхдеталей М, выдачи их из штампа 7,переноса и укладки в приемное устройББство деталей 34, выполненное в видекассет 35 для приема обработанных деталей 34, установленных на многопозиционном поворотном столе 8 магазинно 4го устройства 2, и привода 36 для приема отштампованных заготовок 34 установленного на основании 1 под поворотным столом 8 магазинного устройства 2 на рабочей позиции приема и укладки обработанных деталей 34 штампа 7 в стопу 37, обозначенной индексом Б .Кассета 35 для приема обработанных деталей 35 и кассета 14 для заготовок 16 по конструкции могут быть аналогичными и представлять собой также штыри 17, которые закреплены на своих основаниях 18 со сквозными отверстиями 19 в соответствии с размерами и конфигурацией обработанных деталей 34. Эти детали 34 укладываются между штырями 17 и образуют стопу 37,Привод 36 при гомощи блока управления (не показан) работает в режиме приема деталей 34 по Одной штуке ивыполнен в виде различных механизмов, например, в виде пневмоцилиндра со штоком 38, на котором смонтирована сменная спорная шайба 39, которая служит опорой для стопы 37 при приеме деталей 34, Опорная шайба 39 также, как и опорная шайба 22, имеет возможность проходить сквозь Отверс" тие 23 стола 8 и сквозь отверстие 19 основания кассеты 35 при приеме деталей 34. В исходном положении шайба 39 находится в крайнем нижнем положении под поворотным столом 8 так,что она не препятствует в этом положении его повороту,При такой конструкции и компоновке робототехнического комплекса кас-.сеты 14 и 35 на рабочих позициях Аи Б , находясь на поворотном столе8, располагаются в пространстве между прессом 6 и промышленным роботом4. Руки 28 и 29 промышленного робота 4 расположены в плане под угломдруг к другу так, что их оси пересекаются над штампом 7,При таком конструктивном решениии компоновке рукам 28 и 29 не нужносовершать лишних движений поворотаи прямолинейных движений для захватаи подачи. исходных заготовок 11 вштамп 7.и выдачи их из штампа дляукладки в приемное устройство. Руки28 и 29 для перемещения заготовок 16и 34 совершают только необходимыепрямолинейные движения.За счет исключения движения поворота рук и лишних прямолинейных дви 1416244 6жений, траектории перемещения заготовок становятся кратчайшими и производительность комплекса резко повышается.Робототехнический комплекс работает следующим образом.С одной стороны поворотного стола8 может производиться загрузка сменными кассетами 14 со стопами 15 заготовками 16. С противоположной стороны производится съем кассет 35 состопами 3 отработанных деталей 34.Съем кассет 35 можно производить ис этой же стороны, с которой производят загрузку стола 8 кассетами 14,Для этого стол 8 должен совершатьсоответствующее число поворотов каждый раз на определенный шаг поворота.Загрузку кассет 14 заготовками16 можно производить непосредственнона поворотном столе 8, Кассеты 14для выдачи заготовок 16 расположеныпод углом Ы одна к другой с вершинойугла на геометрической оси 0 поворота стола 8, т.е, угол Ы, являетсяцентральным углом. Кассеты 14, заполненные заготовками 16, пустые кассеты 35, подготовленные для приемадеталей 34, устанавливаются попарнона поворотном столе 8, В этом случаеугол поворота стола 8 на угловой шагдолжен быть равен 2 Ы., т.е. 32 ыВ частном случае, при некоторыхштамповочных операциях, не меняющихнаружную конфигурацию и размеры исходнойзаготовки 16, например, припрошивке отверстий, кассеты 14 могутбез переналадки штырей 14 служить идля приема обработанных деталей 34,Другими словами кассеты 14 могут,служить как для выдачи заготовок 16так и для приема деталей 34, т,е, вэтом случае кассеты 14 могут служить,как кассеты 35. В этом случае уголповорота 3 стола 8 должен быть равенуглу ы т.е. 5 = (3=0Работа робототехнического комплекса производится одинаково вне зависимости от вариантов расположения кассет 14 и 35 на поворотном столе 8,Различие будет только в величине угла поворота стола 8 на тот или инойугловой шаг ф 3, соответствующийопределенному варианту,Опишем работу робототехническогокомплекса при угле поворота стола 840455055 сменной опорной шайбой 22 из крайнего нижнего положения поднимается и, упираясь шайбой 22 в нижнюю заготовку 16, поднимает всю стопу 15, уло" женную в кассету 14, на такую величину хода, пока верхняя заготовка 16 стопы не достигнет уровня, с которого осуществляется захват верхней заготовки 16 схватом 30 руки 28 промышленного робота 4. После этого привод 20 останавливается вместе со стопой 15, удерживая верхнюю заготовку 16 на заданном постоянном уровне захвата, Так привод 20 работает вверх до тех пор, пока не израсходуетсяполностью вся стопа. 15 заготовок 16 на рабочей позиции загрузки пресса 6.Привод 36 включен на режим приема обработанных деталей 34 и укладки на угловой шаг 3 = /3:=ь, как наиболее оптимальный, Обозначим позициистола 8 индексами 1-7111. Предполо 9жим что позиции 1-17 загружены кассетами 14 с исходными заготовками 16.На позициях 71-7111 кассеты 35 загружены обработанными деталями 34, Ихможно снимать со стола 8 и передавать(транспортировать) далее по технологическому процессу. На позиции 7 кассета 35 может быть пустой или, толькозаполняться деталями 34, На рабочейпозиции подачи заготовок 16 в штамп 15 7, обозначенной индексом А , находится кассета 14 с исходными заготовками 16 позиции 17 стола 8, На позицииприема и укладки в кассету 35 в стопу 37 деталей 34 из штампа 7, обозначенной индексом Б находится пустаякассета 35 позиции 7 стола 8, Схват30 руки 28 промышленного робота 4 находится над кассетой 14 позиции 17стола 8 на рабочей позиции й подачи 25 исходных заготовок 16 в штамп 7 пресса 6, Схват 31 руки 29 находится надкассетой 35 позиции 7 стола 8 на рабочей позиции Б приема и укладки деталей 34 в стопу 37 кассеты 35.30 В определенный момент система управления робототехническим комплексомвключает в работу привод 20 для выдачи заготовок 16 и привод 36 для приема деталей 34, Привод 20 включен нарежим выдачи заготовок 16 из стопы15 по одной штуке для захвата их спостоянного уровня схватом 30 руки28 промышленного робота 4 и переносаих в штамп 7 пресса 6 Шток 21 со1416их в стопу 37 по одной штуке на заданном постоянном уровне схватом 31руки 29 промышленного робота 4, Шток38 со сменной опорной шайбой 39 изкрайнего нижнего положения поднимается до крайнего верхнего положения,которое соответствует заданному постоянному уровню укладки деталей 34.После того, как заготовка 16 будет отштампована в штампе 7 пресса 6и превращена в обработанную деталь34, рука 29 схватом 31 захватываетее, переносит из штампа 7 в положение над кассетой 35, укладывает деталь 34 на опорную шайбу 39 штока38 привода 36. Привод 36 срабатываетвниз на величину хода, соответствующую толщине (высоте) детали 34, т.е,опускание стопы 37 совершается до 20тех пор, пока уложенная ранее деталь34 не достигнет заданного постоянного уровня, на котором осуществляетсяукладка деталей 34 в стопу 37, Наэтом уровне схват 31 укладывает детали 34 вначале на опорную шайбу 39,когда кассета 35 пустая, или на ужеравнее уложенную деталь 34, образуястопу 37. После этого привод 36 останавливается вместе со стопой 37,удерживая верхнюю деталь 34 на заданном постоянном уровне.Таким образом, уровень укладки(приема) деталей 34, которым служитверхняя поверхность каждой детали34 выдерживается постоянным за всевремя укладки стопы 37, Так привод36 работает вниз до тех пор, покавсе количество деталей 34, равноеколичеству заготовок 16, находившихся в стопе 15 кассеты 14, не уложится в стопу 37 кассеты 35.После того, как касСета 14 на позиции Й загрузки штампа 7 полностьюопорожняется от стопы 15 заготовок16, а кассета 35 на позиции Ь приемки и укладки деталей 34 полностьюзаполнится стопой 37 деталей 34, приводы 20 и 36 срабатывают на ход вниз,Их штоки 21 и 8 вместе с опорнымишайбами 22 и 39 занимают крайнее нижнее положение, ниже стола 8 так, чтоони не мешают его повороту,Привод поворота 24 стола 8 посредством шестерни 25, смонтированной навалу 26 этого привода 24 и зубчатогоколеса 27, смонтированного на полойступице 9 стола 8, поворачивают егона угловой шаг поворота( 83),244 8Загруженная деталями 34 кассета35, отмеченная индексом Ч позиции Б,перемещается по направлению часовойстрелки на угловой шаг поворота /3На ее место, на позицию Б с позиции;подходит опорожненная кассета 14,отмеченная индексом 17. На место кассеты Ж подходит кассета 14 с заготовками 16. обозначенная индексом111 и т.д.Далее цикл повторяется,На поворотном столе 8 со сторонызагрузки стола заранее устанавливаются кассеты 14 с заготовками 16. Спротивоположной стороны стола 8 кас-"сеты 35, заполненные деталями 34, могут сниматься для передачи обработанных деталей 34 далее по технологическому маршруту.Со стороны загрузки, по мере расходования кассет 14, производят загрузку стола 8 кассетами 14, заполненными заготовками 16,Формула из обретения1. Робототехнический комплекс, содержащий связанные единой системой управления пресс, робот, установленный с возможностью перемещения относительно пресса и имеющий корпус, две руки с захватами, поворотный магазин с кассетами для заготовок, имеющими средство для подъема заготовок в магазине, и кассеты для обработанных деталей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения металлоемкости и увеличения производительности, поворотный магазин выполнен в виде кольцевого стола, в центре которого размещен корпус робота, кассеты для заготовок и обработанных деталейсмонтированы на кольцевом столе, аруки робота установлены в плане подуглом одна к другой так, что их осипересекаются над штампом пресса, причем поворотный стол кинематическисвязан с роботом,2. Комплекс по п.1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что кинематическаясвязь кольцевого стола с роботом выполнена в виде основания, жесткозакрепленного на каретке, двухступенчатой цилиндрической колонны,размещенной внутри кольцевого столаи установленной на основании цилиндром большего диаметра, при этом корпус робота смонтирован на горцовой9 141поверхности цилиндра колонны меньщего диаметра,3. Комплекс по п. 1, о т л и ч ав щ и Й с я тем, что кинематическаясвязь кольцевого стола с роботом вы"6244 10 полнена в виде основания, жестко закрепленного на каретке, кольцевогокронштейна, связанного посредствомкольцевой опоры с кольцевым столом,5при этом корпус робота жестко смонтирован на основании,Заказ 4011/9 Тираж 709 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5