RU163326U1

RU163326U1 - ADAPTIVE GATHERING

Info

Publication number: RU163326U1
Application number: RU2015142894/02U
Authority: RU
Inventors: Михаил Владимирович Вартанов; Леонарда Викентьевна Божкова; Никита Александрович Мартынович
Priority date: 2015-10-09
Filing date: 2015-10-09
Publication date: 2016-07-10

Abstract

1. Адаптивный схват сборочного робота, содержащий штангу для взаимосвязи с исполнительным звеном робота с установленной на ней опорной тарелкой, корпус, закрепленный на опорной тарелке с возможностью упругих продольных перемещений в вертикальной плоскости, и размещенные внутри корпуса посредством направляющих шпилек с пружинами подвижные вдоль шпилек зажимные губки с призмами на противоположных концах, отличающийся тем, что он снабжен пневмоцилиндром двухстороннего действия, со штоками подвижных поршней которого жестко связаны зажимные губки.2. Схват по п. 1, отличающийся тем, что зажимные губки со стороны нижних призм выполнены с дополнительными захватными пальцами.3. Схват по п. 1, отличающийся тем, что штанга выполнена с переходником, позволяющим варьировать крепление схвата в двух взаимно перпендикулярных направлениях относительно фланца исполнительного звена робота.1. Adaptive grip assembly robot containing a rod for interconnection with the Executive link of the robot mounted on a support plate, a housing mounted on a support plate with the possibility of elastic longitudinal displacements in a vertical plane, and clamping clips movable along the studs located inside the housing by means of guide pins with springs jaws with prisms at opposite ends, characterized in that it is equipped with a double-acting pneumatic cylinder, with the rods of the movable pistons of which are rigidly connected nye gubki.2. Grip according to claim 1, characterized in that the clamping jaws on the side of the lower prisms are made with additional gripping fingers. 3. The gripper according to claim 1, characterized in that the rod is made with an adapter that allows you to vary the attachment of the gripper in two mutually perpendicular directions relative to the flange of the Executive link of the robot.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, к захватывающим устройствам промышленных роботов и манипуляторов, точнее, к адаптивным схватам, предназначенным для автоматизации сборки соединений различных деталей, например, типа «вал-втулка» или «втулка-втулка», при условии гарантированного зазора в соединении, и может быть использована в механосборочном производстве.The utility model relates to the field of mechanical engineering, to the gripping devices of industrial robots and manipulators, more precisely, to adaptive grippers, designed to automate the assembly of joints of various parts, for example, such as “shaft-sleeve” or “sleeve-sleeve”, provided that the joint clearance is guaranteed , and can be used in mechanical assembly production.

Известные из уровня техники адаптивные схваты, обеспечивающие сборку цилиндрических соединений при наличии начального рассогласования осей посредством активной или пассивной адаптации, в большинстве своем имеют конструктивно усложненное решение, к примеру, схваты по авторским свидетельствам SU 1495121 А1, 1989 г. и SU 1701517 А1, 1991 г.Adaptive grips known in the art for assembling cylindrical joints in the presence of an initial mismatch of the axes by means of active or passive adaptation, for the most part have a structurally complicated solution, for example, grips according to copyright certificates SU 1495121 A1, 1989 and SU 1701517 A1, 1991 g.

Так, схват по SU 1495121 содержит не менее трех независимых зажимных губок, самостоятельно реагирующих на перекосы собираемых деталей под действием системы имеющих пространственное размещение поворотных рычагов, связанных с подвижными от воздействующего на них штока пневмоцилиндра ползунами и комплекса пружин.So, the grapple according to SU 1495121 contains at least three independent clamping jaws, independently responding to the distortions of the assembled parts under the action of the system with the spatial arrangement of the rotary levers associated with the sliders moving from the pneumatic cylinder rod acting on them and a set of springs.

В адаптивном сборочном схвате по SU 1701517 предусмотрена отдельная пневматическая система компенсации несоосности собираемых деталей. Сведение и разведение четырех зажимных губок в нем осуществляется от отдельного пневмопривода через рычажную систему, связанную со штоком поршня этого привода.In the adaptive assembly tong according to SU 1701517, a separate pneumatic misalignment compensation system for the assembled parts is provided. The reduction and dilution of the four clamping jaws in it is carried out from a separate pneumatic actuator through a lever system connected to the piston rod of this actuator.

Известным, например из описаний к патенту RU 2010692, 1994 г. или авторскому свидетельству SU 1632781, 1991 г., адаптивным захватным устройствам, используемым при автоматизации сборки соединений типа «вал-втулка» с помощью промышленных роботов и манипуляторов, по сравнению с предыдущими аналогами, присущи более упрощенные конструктивные решения. Однако в них еще недостаточно минимизировано число промежуточных звеньев и связей в системах обеспечения адаптации.Known, for example, from the descriptions to the patent RU 2010692, 1994 or the copyright certificate SU 1632781, 1991, adaptive gripping devices used in automating the assembly of shaft-sleeve connections using industrial robots and manipulators, compared with previous analogues , inherent more simplified design solutions. However, the number of intermediate links and links in the adaptation support systems is still not sufficiently minimized.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является адаптивный схват, обладающий достаточно простой системой пассивной адаптации, который содержит штангу для взаимосвязи с исполнительным звеном робота с установленной на ней опорной тарелкой, корпус, закрепленный на опорной тарелке с возможностью упругих продольных перемещений в вертикальной плоскости, и размещенные внутри корпуса посредством направляющих шпилек с пружинами подвижные вдоль шпилек зажимные губки с призмами на противоположных концах (Кольчугин Е.И., Диссертация на соискание степени к.т.н. «Повышение эффективности роботизированной сборки цилиндрических соединений с зазором на основе применения пассивной адаптации и низкочастотных колебаний», МОСКВА, 2011 г., деп. 04.2.01 155747, стр. 111, рис 4.3).The closest analogue (prototype) is an adaptive grip, which has a fairly simple passive adaptation system, which contains a rod for interconnection with the robot's executive link with a support plate mounted on it, a housing fixed to the support plate with the possibility of elastic longitudinal movements in the vertical plane, and placed inside the case, by means of guide pins with springs, clamping jaws with prisms at opposite ends movable along the pins (Kolchugin EI, Thesis for competition e Ph.D. degree "Improving robotic assembly of cylindrical joints with play through the application and adaptation of passive low-frequency oscillations", Moscow, 2011, at depots. 155747 4/2/01, p. 111, Figure 4.3).

В прототипе зажим собираемой детали в схвате обеспечивается только за счет сил трения между зажимными губками и собираемой деталью под действием поджимающих губки пружин за счет их упругости, что следует отнести к недостатку прототипа, поскольку это снижает эксплуатационную надежность схвата и область его применения, ограничивает диапазон собираемых деталей.In the prototype, the clamp of the assembled part in the grip is provided only due to the frictional forces between the clamping jaws and the assembled part under the action of the compression lips of the springs due to their elasticity, which should be attributed to the disadvantage of the prototype, since this reduces the operational reliability of the grip and its scope, limits the range of assembled details.

Задача, решаемая полезной моделью, направлена на устранение недостатков прототипа и создание улучшенного схвата сборочного робота, обладающего расширенными технологическими возможностями при упрощенной, по сравнению с известными аналогами, системе пассивной адаптации.The problem solved by the utility model is aimed at eliminating the shortcomings of the prototype and creating an improved grip of the assembly robot, which has advanced technological capabilities with a simplified, in comparison with the known analogues, passive adaptation system.

Технический результат, получаемый при реализации предлагаемой полезной модели, заключается в повышении эксплуатационной надежности схвата.The technical result obtained by the implementation of the proposed utility model is to increase the operational reliability of the grip.

Сущность полезной модели заключается в том, что в адаптивном схвате сборочного робота, содержащем предназначенную для взаимосвязи с исполнительным звеном робота штангу с установленной на ней опорной тарелкой, корпус, закрепленный на опорной тарелке с возможностью упругих продольных перемещений в вертикальном направлении, и размещенные внутри корпуса посредством направляющих шпилек и пружин подвижные зажимные губки с призмами на противоположных концах, в отличие от прототипа имеется пневмоцилиндр двухстороннего действия с двумя штоками и размещенными на них пластинами, жестко связывающими штоки с зажимными губками.The essence of the utility model lies in the fact that in an adaptive grip of an assembly robot containing a rod designed for interconnection with the executive link of the robot with a support plate mounted on it, a housing mounted on a support plate with the possibility of elastic longitudinal displacements in the vertical direction and placed inside the housing by guide pins and springs movable clamping jaws with prisms at opposite ends, unlike the prototype, there is a double-acting pneumatic cylinder with two pieces s and placing them on plates, rigidly connecting rods with clamping jaws.

Дополнительные отличия состоят в том, что в частных случаях исполнения:Additional differences are that in special cases of execution:

- зажимные губки со стороны нижних призм оснащены дополнительными захватными пальцами;- the clamping jaws on the lower prism side are equipped with additional gripping fingers;

- штанга имеет переходник, позволяющий варьировать крепление схвата в двух взаимно перпендикулярных направлениях относительно фланца исполнительного звена робота.- the rod has an adapter that allows you to vary the attachment of the grip in two mutually perpendicular directions relative to the flange of the Executive link of the robot.

Наличие жесткой связи зажимных губок схвата со штоками подвижных поршней пневмоцилиндра двухстороннего действия позволяет снять зависимость силы захвата детали от упругости пружин, поджимающих зажимные губки, что, в свою очередь, позволяет повысить эксплуатационную надежность схвата, расширить номенклатуру собираемых с его помощью деталей по габаритным признакам. Этому же способствует и обеспечение упругой податливости устройства в двух взаимно перпендикулярных направлениях при его выполнении компактным, с достаточно минимизированным числом конструктивных звеньев и связей.The tight connection of the clamping jaws of the tong with the rods of the movable pistons of the double-acting pneumatic cylinder allows you to remove the dependence of the gripping force of the part on the elasticity of the springs pressing the clamping jaws, which, in turn, allows you to increase the operational reliability of the grip, expand the range of parts assembled with it according to dimensional characteristics. This is also facilitated by ensuring the elastic flexibility of the device in two mutually perpendicular directions when it is compact, with a fairly minimized number of structural links and links.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где: на фиг. 1 дан общий вид адаптивного схвата сборочного робота; на фиг. 2 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 - схема адаптивной сборки с захватом собираемой детали по наружной поверхности, начальное положение; на фиг. 4 - то же, в конечном положении; на фиг. 5 - схема адаптивной сборки с захватом детали по внутренней поверхности, начальное положение; на фиг. 6 - то же, в конечном положении.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where: in FIG. 1 shows a general view of the adaptive gripper assembly robot; in FIG. 2 - section BB in FIG. one; in FIG. 3 is a diagram of an adaptive assembly with a capture of the assembled part on the outer surface, the initial position; in FIG. 4 - the same in the final position; in FIG. 5 is a diagram of an adaptive assembly with the capture of the part on the inner surface, the initial position; in FIG. 6 - the same in the final position.

Адаптивный схват сборочного робота (фиг. 1) содержит корпус 1, опорную тарелку 2, штангу 3 и переходник 4. Корпус 1 и опорная тарелка 2, упруго связанные шпильками 5 и пружинами 6, установлены на штанге 3 и поджаты упорным кольцом 7. Штанга 3 устанавливается в продольном или поперечном направлении к оси переходника 4 болтами 8. В корпусе 1 расположены зажимные губки 9, оснащенные по краям внутренней части призмами 10, а со стороны нижних призм - захватными пальцами 11. Губки 9 упруго крепятся в корпусе 1 при помощи направляющих шпилек 12 и пружин 13. В качестве привода зажимных губок 9 предусмотрен пневмоцилиндр двухстороннего действия 14, имеющий два штока с поршнями 15 (рис. 2). Подвод сжатого воздуха в рабочую полость 16 (система каналов подвода на чертежах не показана) пневмоцилиндра 14 осуществляется через штуцеры 17 и 18. Штоки 15 и губки 9 жестко скреплены посредством пластин 19 и винтов 20.The adaptive gripper of the assembly robot (Fig. 1) contains a housing 1, a support plate 2, a rod 3 and an adapter 4. The housing 1 and a support plate 2, resiliently connected by studs 5 and springs 6, are mounted on the rod 3 and preloaded by the thrust ring 7. Rod 3 installed in the longitudinal or transverse direction to the axis of the adapter 4 by bolts 8. In the housing 1 there are clamping jaws 9, equipped with prisms 10 along the edges of the inner part, and gripping fingers 11 from the lower prisms. The jaws 9 are elasticly fastened in the housing 1 by means of guide pins 12 and springs 13. In quality jaws actuator 9 is provided double-acting air cylinder 14 having two rods provided with pistons 15 (Fig. 2). The supply of compressed air to the working cavity 16 (the supply channel system is not shown in the drawings) of the pneumatic cylinder 14 is carried out through fittings 17 and 18. The rods 15 and jaws 9 are rigidly fastened by means of plates 19 and screws 20.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Перед захватом присоединяемой детали по наружной поверхности, например вала 21, сжатый воздух под давлением Р_Воз подается через штуцер 17 в среднюю область рабочей полости 16 пневмоцилиндра 14, губки 9 размыкаются и схват готов к захвату вала 21. Для чего далее давление Р_Воз подается через штуцер 18 в крайние области рабочей полости 16 и губки 9 смыкаются, фиксируя вал 21 (фиг. 2). Если в момент сопряжения вала 21 с втулкой 22 имеется рассогласования осей собираемых деталей, то под действием сборочной силы Р_Сб фаска вала 21 упирается в фаску втулки 22 и пружины 6 поджимаются на величину Δ_Z не позволяя реакциям в месте контакта достичь критического значения, чтобы исключить заклинивание системы и порчу оборудования или собираемых деталей (фиг. 3). В результате осуществляется скольжение деталей по фаскам, после прохождения которых начинается сопряжение по цилиндрическим поверхностям, и под действием реакционных сил происходит коррекция положения вала 21 относительно втулки 22 в сторону компенсации суммарной погрешности позиционирования Δ_∑, т.е. осуществляется процесс пассивной адаптации (фиг. 4).Before capturing the part to be joined on the outer surface, for example, shaft 21, compressed air under pressure P _Boz is supplied through the nozzle 17 to the middle region of the working cavity 16 of the pneumatic cylinder 14, the jaws 9 open and the gripper is ready to capture the shaft 21. For this, then the pressure P _Boz is supplied through the fitting 18 in the extreme areas of the working cavity 16 and the jaw 9 are closed, fixing the shaft 21 (Fig. 2). If at the moment of coupling of the shaft 21 with the sleeve 22 there is a mismatch of the axes of the assembled parts, then under the action of the assembly force P _{SB, the} bevel of the shaft 21 abuts against the facet of the sleeve 22 and the springs 6 are pressed by the value Δ _Z not allowing the reactions at the point of contact to reach a critical value to exclude jamming of the system and damage to equipment or assembled parts (Fig. 3). As a result, the parts slide along the chamfers, after passing through which pairing begins on cylindrical surfaces, and under the action of reaction forces, the position of the shaft 21 relative to the sleeve 22 is corrected in the direction of compensation for the total positioning error Δ _∑ , i.e. the process of passive adaptation is carried out (Fig. 4).

Предлагаемый схват обладает расширенными, по сравнению с прототипом, технологическими возможностями, т.к. позволяет осуществлять соединения не только типа «вал-втулка», но и другие типы соединений, например, типа «втулка-втулка» (фиг. 5).The proposed grip has expanded, in comparison with the prototype, technological capabilities, because allows you to make connections not only of the type "shaft-sleeve", but also other types of connections, for example, of the type "sleeve-sleeve" (Fig. 5).

В последнем случае для захвата первой присоединяемой детали - втулки 23 по ее внутренней поверхности сжатый воздух под давлением Р_Воз подается через штуцер 18 в крайние области рабочей полости 16 пневмоцилиндра 14 и губки 9 смыкаются, позволяя ввести пальцы 11 в отверстие втулки 23. После чего давление Р_Воз подается через штуцер 17 в среднюю область рабочей полости 16 пневмоцилиндра 14 и губки 9 размыкаются, фиксируя втулку 23 на пальцах 11. В момент сопряжения втулок 23 и 24 при наличии рассогласования осей под действием сборочной силы Р_Сб фаска втулки 23 также упирается в фаску отверстия базовой детали 24 и пружины 6 поджимаются на величину Δ_Z не позволяя реакциям в месте контакта достичь критического значения. Благодаря наличию фасок происходит самоцентрирование собираемых деталей, и осуществляется их сопряжение по цилиндрическим поверхностям (фиг. 6).In the latter case, to capture the first attachable part - the sleeve 23 along its inner surface, compressed air under pressure Р _Bo is supplied through the nozzle 18 to the extreme regions of the working cavity 16 of the pneumatic cylinder 14 and the jaws 9 are closed, allowing fingers 11 to be inserted into the hole of the sleeve 23. Then the pressure _Wagon P is fed via the connection 17 in the middle region of the working chamber 16 of the pneumatic cylinder 14 and the jaws 9 open, the locking sleeve 23 on the fingers 11. at the moment of coupling sleeves 23 and 24 mismatch axes under the action of the force F _Sa assembly chamfer bushing 23 also abuts the chamfered hole 24 of the base member and spring 6 are pressed by an amount Δ _Z preventing reactions at the interface to achieve the critical value. Due to the presence of chamfers, self-centering of the assembled parts takes place, and they are mated on cylindrical surfaces (Fig. 6).

Предлагаемый адаптивный схват может быть установлен как на промышленный робот, так и на сборочный автомат, и применяться на основных и вспомогательных сборочных операциях. К тому же он применим в различных условиях сборки: при неподвижно установленной базовой из собираемых деталей или с обеспечением ее колебаний. Пневмоцилиндр в нем может быть заменен другим типом линейного привода двухстороннего действия.The proposed adaptive gripper can be installed on both an industrial robot and an assembly machine, and can be used in basic and auxiliary assembly operations. In addition, it is applicable in various conditions of assembly: when the base of the assembled parts is fixedly mounted or with its vibrations. The pneumatic cylinder in it can be replaced by another type of linear actuator of double-acting.

Реализация полезной модели не требует значительных капитальных вложений. Схват может быть изготовлен в рамках действующего производства с использованием доступных материалов и комплектующих.The implementation of the utility model does not require significant capital investments. The grip can be made as part of the existing production using available materials and components.

Claims

1. Adaptive grip assembly robot containing a rod for interconnection with the Executive link of the robot mounted on a support plate, a housing mounted on a support plate with the possibility of elastic longitudinal displacements in a vertical plane, and clamping clips movable along the studs located inside the housing by means of guide pins with springs jaws with prisms at opposite ends, characterized in that it is equipped with a double-acting pneumatic cylinder, with the rods of the movable pistons of which are rigidly connected nye sponge.

2. The gripper according to claim 1, characterized in that the clamping jaws on the side of the lower prisms are made with additional gripping fingers.

3. The grip according to claim 1, characterized in that the rod is made with an adapter that allows you to vary the mount of the grip in two mutually perpendicular directions relative to the flange of the Executive link of the robot.