Завинчивающий манипулятор

ОЮЗ СОВЕТСНИХ, ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4 19) ЗР 1906 ЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ереванский политехнический институт им. К.Маркса(57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использованодля выполнения сборочных операций.Цель изобретения - повышение качества собираемого соединения. Завинчивающий манипулятор содержит основа 2ние 1, на котором установлены привод вращения 2 и гидропривод 3 линейного перемещения, на штоке которого расположены муфта 4 и двойной карданный шарнир 5, на одном иэ шарниров которого закреплено захватное устройство 6 для винтов 7, которые эавинчиваются в базовую деталь 8. При этом на захватном устройстве 6 расположены щупы 23 с силовыми датчиками, которые взаимодействуют с торцовой поверхностью базовой детали 8, а крестовина карданных шарниров выполнена в виде гильз цилиндров, внутри которых на шлицах установлены подпружиненные плунжеры с коническими шипами, ответные которым отверстия выполнены на цапфах, а напорные полости плунжеров соединены с насосом через аппаратуру управления. 9 ил.Изобретение относится к машино- . строению и может быть использовано для выполнения сборочных операций.Цель изобретения - повышение ка 5 чества собираемого соединения путем своевременного снижением жесткости шпинделя в зависимости от взаимного расположения собираемых деталей, определяемого касанием датчиков, уста новленных на захвате, поверхности базовой детали.На фиг.1 приведена кинематическая схема манипулятора; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фи .Э - привод гори эонтального перемещения шпинделя; на фиг.4 - распределительная поворотная муфта; на фиг.5 - карданное соединение шпинделя манипулятора; на фиг.б - карданный шарнир; на фиг.7 - 20 сечение Б-Б на фиг.б; на фиг,8 - захват эавинчиваемой детали; на фиг,9 система управления силовыми механиз-, мами манипулятора.Завинчивающий манил.лятор состоит из основания 1, главного привода 2, гидропривода 3 горизонтального пере-мещения, гидрораспределительной муфты 4, двойного карданного шарнира 5, захватного устройства 6 для завинчи вания винта 7 в резьбовое отверстие неподвижно установленной базовой детали 8, каретки 9 с .гидроприводом 10 вертикального перемещения, устройство 11 поштучной выдачи винтов в ло ток 12, распределительного блока 13, соединяющих трубопроводов 14 и предохранительной муфты 15.Главный привод 2 содержит предохранительную муфту 15, реверсивный 40 электродвигатель 16, редуктор 17 с ведомым зубчатым колесом 18, установленным в подшипниках 19Захватное устройство 6 содержит гидравлический кулачковый патрон 20 45 со встроенным силовым датчиком положения, подпружиненную шлицевую втулку 21 с конечным выключателем 22, щупы 23 с безирующими шариками 24, снабженными встроенными датчиками усилия, и подцерживающими роликами 25, ползуны 26 и осевой упругий элемент 27 со встроенным датчиком усилия, а каретка 9 снабжена пассивным захватом 28 и конечными выключателями 29 и 30.Двойной карданный шарнир 5 содержит ведущий 31, ведомый 32 и полый промежуточный 33 валы, штуцер 34,,/ тройник 35, соединенный трубопроводом Эб с цилиндрами 37 крестовин 38,фиксирующие плунжеры 39 с коническими шипами 40, установленные в цилиндрах крестовин с воэможностью поступательного движения, возвратные пружины 41 и цапфы 42 с коническими отверстиями 43, закрепленные на вилках44 валов.Гидросистема содержит масляныйбак 45, насос 46, обратный клапан 47,распределительный блок 13, состоящийиэ дросселей 48, предохранительных49 и 50 управляемых 51 и 52 клапанов,двухпозиционного 53 и четырехпозиционного 54 золотников, управляемых соленоидами 55, муфту 4, цилиндр 56двухстороннего действия, поршень 57,гидропривод 10 вертикального перемещения, цилиндр 58 гидравлическогокулачкового патрона 20, цилиндры 37крестовин и соединяющие трубопроводы 14.Гидрспривод 3 горизонтального перемещеня содержит гидроцилиндр 56двухстороннего действия с поршнем 59,снабженным конечными вь 1 ключателями60 и 61, штангу 62, взаимодействующую с отверстием в поршне 59, ведущий вал 31 двойного карданного шарнира 5, взаимодействующий с резьбовой63 и цилиндрической 64 втулками и сошлицами 65 зубчатого колеса 18 исн абженный конечными выключателямибби 67,Распределительная муфта 4 содержит обойму 68 с отверстием, взаимодействующую со штангой 62, вращающуюся на подшипниках 69 относительноведущего вала 31 и снабженную напорными 70 и сливными 71 канавками, соединенными посредством входных 72 исливных 73 каналов с трубопроводами14, выполненные в теле ведущего валавыходные каналы 74, соединяющие посредством трубопроводов 14 напорныеканавки с цилиндрами 37 и 58 кресто-.вин 38 и гидравлического кулачкового патрона 20, уплотнений 75 и крышки 76.Манипулятор работает следующим образом.В исходном положении поршень 59гидроцилиндра 56 находится в крайнемзаднем положении, а золотник 54 отсекает магистрали нагнетания и сливаот гидроцилиндра 3; ведущий вал 31вывинчен в крайнее заднее положение5 14 относительно поршня 59, в реверсивный электродвигатель 6 выключен, при этом одна из рычажно-роликовых групп захвата 6 занимает верхнее положение. Фиксирующие плунжеры 39 жестко сцеплены с цапфами 42, при этом управляемый клапан 52 настроен на максимальное давление, а насос 46 работает, гидравлический кулачковый патрон 20 раскрыт, при этом управляющий клапан 51 настроен на минимальное давление. Каретка 9 находится в нижнем положении, а ее золотник 53- сообщает сливную магистраль с цилиндром, в лотке 12 находится винт 7.В начале рабочего цикла система управления (не показана) переключает золотник 53, соединяющий бесштоковую полость цилиндра 10. При этом каретка 9 перемещается вертикально вверх, поднимая с лотка 12 винт 7 при помощи пассивного захвата 28. Достижение кареткой крайнего верхнего положения фиксируется конечным выключателем 29, который переключает управляемый клапан 51 на максимальное давление, и жидкость через муфту 4 подается в гидроцилиндр 58. При этом кулачки гидравлического кулачкового патрона 20 зажимают винт, после чего золотник 53 возвращается в исходное положение и каретка начинает опускаться. В крайнем нижнем положении каретки срабатывает концевой выключатель 30, после чего золотник 54 перемещается, включая тем самым гидропривод 3 горизонтального перемещения вперед и .одновременно подавая сигнал на устройство 11 поштучной выдачи для выдачи очередного винта в лоток. Контакт одного иэ базирующих шариков поверхностью детали 8 фиксируется встроенными в них датчиками усилия, подающими сигнал управляемому клапану 52 на плавное уменьшение давления в цилиндрах крестовин с целью самоус-. тановки манипулятора до тех пор, пока все три баэирукнцих шарика не войдут в контакт с торцом детали. В случае сильного отклонения оси резьбового отверстия винт может либо упереться в торец детали, либо (в случае попадания в отверстие) быть не в состоянии самоустановиться, вследствие чего элементы резьбового соединения может заклинить. Для предотвращения поломок встроенный в осевой упругий элемент 27 датчик усилия или.ного (винтового) движения, Прекращение обоих движений производится по конечным выключателям 60, 61 и 66, 67, при этом манипулятор переходит 45 в исходное состояние и рабочий циклповторяется заново. 5 10 15 20 предохранительная муфта 15 аварийно выключает электропитание всей систеПосле контакта всех трех базирующих шарикдв система управления включает реверсивный электродвигатель 16, сообщающий главное (винтовое) движение ведущему валу 31. Шлицевая втулка 21 сжимает пружину, перемещаясь вдоль ведомого вала, и нажимает на конечный выключатель 22, переключанзций золотник 54, поршень 59 останавливается. При этом движение подвода прекращается. После этого, с небольшим запаздыванием, с помощью управляющего клапана 52 давление в цилиндрах крестовин снижается до минимума, а гидроцилиндр 56 переводится в плавающее положение перемещением золотника 54.По завершении завинчивания предохранительная муфта 15 отключает реверсивный электродвигатель 16, одновременно посылая сигнал управляемым клапанам 52 на увеличение, клапана 51на уменьшение давления так, чтобыпри полностью разжатых кулачках гидравлического патрона 20 фиксирующие плунжеры 39 крестовин 38 были жестко сцеплены с цапфами 42 вилок 44, авсе валы двойного карданного шарнирабыли установлены соосно друг к другу,превращаясь в единый жесткий вал.Полностью разжатое положение кулачков гидравлического патрона 20 фиксируется встроенным в него датчиком положения, одновременно включающим движение отвода, перемещая золотник 54 в положение е (назад), и реверс главФормула изобретения Завинчивающий манипулятор, содержащий привод вращения, кинематически связанный со шпинделем, выполненным в виде соединенного с приводом его линейного перемещения вала с двумя карданными шарнирами, на одном из которых закреплен захват для завинчиваемой детали, и систему управления манипулятором, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения качества собираемого соединения и производительности, захват снабжен тремя равнорасположенными по окруж 5 ности щупами с силовыми датчиками для взаимодействия с базовой деталью, а крестовины карданных шарниров выЯИ полнены.в виде гильз, внутри которыхна шлицах установлены подпружиненныеплунжеры с коническими шипами, ответные которым отверстия выполнены нацапфах, при этом напорные полостиуказанных плунжеров соединены с источником рабочей среды,Заказ 2978/12 Тир одписное Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагари Государственного комитет113035, Москва о изобретения 35, Раушская и открытиям при ГКНТ СССРб , д. 4/5