RU1811485C

RU1811485C - Manipulator head

Info

Publication number: RU1811485C
Application number: SU904849090A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Павлович Барабанов; Александр Борисович Голованов
Original assignee: Волгоградский Политехнический Институт
Priority date: 1990-07-10
Filing date: 1990-07-10
Publication date: 1993-04-23

Abstract

Использование: машиностроение, в захватных органах промышленных роботов. Сущность изобретени : головка содержит корпус 1, рабочие присоски 3 с их средством креплени к корпусу. Средство креплени выполнено в виде дополнительной присоски 5. Присоски 3 и 5 соосно соединены друг с другом и установлены с возможностью перемещени по продольной оси относительно друг друга. Кажда пара присосок 3 и5установлёна на планке 9 и подпружинена относительно нее. На корпусе 1 закреплен датчик 8 положени планки 9. Присоски 3 располагаютс на корпусе 1 в соответствии с конфигурацией захватываемого издели , Количество присосок определ етс в зависимости от массы и габаритов издели , При ненадежном закреплении издели с датчика 8 подаетс сигнал в систему управлени , 3 з.п. ф-лы, 4 ил.Usage: mechanical engineering, in the gripping organs of industrial robots. SUMMARY OF THE INVENTION: the head comprises a housing 1, working suction cups 3 with their means of attachment to the housing. The fastening means is in the form of an additional suction cup 5. Suction cups 3 and 5 are coaxially connected to each other and mounted with the possibility of movement along the longitudinal axis relative to each other. Each pair of suction cups 3 and 5 is mounted on the bar 9 and is spring loaded relative to it. A sensor 8 for the position of the strap 9 is mounted on the housing 1. Suction cups 3 are located on the housing 1 in accordance with the configuration of the grip product. The number of suction cups is determined depending on the weight and dimensions of the product. If the product is not securely fastened, a signal is sent from the sensor 8 to the control system, 3 .P. f-ly, 4 ill.

Description

Изобретение относитс к машиностронию , в частности к робототехнике, и может ыть использовано дл оснащени рук проышленных роботов.The invention relates to mechanical engineering, in particular to robotics, and can be used to equip the hands of industrial robots.

Целью изобретени вл етс расширеие технологических возможностей.The aim of the invention is to expand technological capabilities.

На фиг. 1 схематически изображена гоовка манипул тора; на фиг, 2 - то же, варинт исполнени ; на фиг. 3 - планка с продольными и поперечными пазами; на фиг. 4 - конструкци схвата в разрезе и его взаимодействие с датчиком положени .In FIG. 1 is a schematic illustration of a manipulator head; Fig. 2 is the same embodiment; in FIG. 3 - strip with longitudinal and transverse grooves; in FIG. 4 shows a sectional view of the grip and its interaction with the position sensor.

Головка манипул тора (фиг. 1, 2 и 4) содержит корпус 1, выполненный в виде пластины, схваты 2 (обведен пунктиром) с рабочими присосками 3, устройство креплени (обведено пунктиром) 4 схватов 2, оно выполнено в виде присосок 5, что обеспечивает индивидуальное гибкое крепление каждого схвата. Присоски 5 изготовлены из эластичного, упругого материала (например , резины) и подключены к источнику вакуума (на чертеже не показано) посредством штуцера б (фиг. 1) или как вариант исполнени - посредством каналов 7, выполненных в корпусе 1. Устройство креплени 4 снабжено датчиком положени 8 (например, индуктивным преобразователем с пальцевым корем, обеспечивающим контроль перемещени 10 ... 15 мм, см. книгу М.П.Рашкович, П.М.Рашкович, Б.И.Шкловский. Индуктивные преобразователи дл автоматизации металлорежущих станков. М.: Машиностроение , 1969, с. 52-53, рис. 16). Причем конструкци позвол ет применение нескольких датчиков 8 дл повышени надежности. Датчик 8 закреплен на корпусе 1 и св зан с системой управлени робота (на чертеже не показано). Кроме того, оно снабжено планкой 9 поджатой посредством пружины 10 к присоскам 5. Планка 9 имеет возможность перемещатьс вдоль оси схватов 2, дл этого в ней выполнены направл ющие отверсти 11. Кажда присоска 5 устройства креплени 4 смонтирована на схвате 2 зеркально его рабочей присоске 3 и может взаимодействовать через подпружиненную планку 9 с датчиком положени 8. При этом каждый схват может быть установлен, практически в любом месте корпуса 1, имеющим форму пластины (фиг. 1). Вариант исполнени каналов 7 в корпусе упрощает конструкцию , однако в этом случае схваты устанавливаютс на эти каналы (фиг, 2), не зан тые схватами каналы глушатс (на чертеже не показано). На фиг. 3 приведен вариант выполнени планки 9 с продольными и поперечными пазами 12, сообщенными между собой, что позвол ет при перенастройке легко перемещать схваты 2 на корпусе 1 не производ смены планки 9 и демонтажа схватов 2. В корпусе 1 выполнены пазы 13, размер которых соответствует размеру присоски 5. Кроме того, как вариант исполнени , диаметр присоски 5 больше диаметра рабочей присоски 3, Это позвол ет перемещать головку манипул тора под определенным углом наклона и хранить ее в нерабочем состо нии перевернутой наThe head of the manipulator (Figs. 1, 2, and 4) contains a housing 1 made in the form of a plate, tongs 2 (circled by a dotted line) with working suction cups 3, a fastening device (circled by a dotted line) 4 grips 2, it is made in the form of suction cups 5, which provides individual flexible fastening of each grip. Suction cups 5 are made of elastic, resilient material (for example rubber) and are connected to a vacuum source (not shown in the drawing) by means of a nozzle b (Fig. 1) or, alternatively, by means of channels 7 made in the housing 1. The fastening device 4 is provided position sensor 8 (for example, an inductive transducer with a finger cortex providing movement control of 10 ... 15 mm, see the book by MP Rashkovich, PM Rashkovich, B. I. Shklovsky. Inductive converters for automation of metal-cutting machine tools. M .: Engineering, 1969, . 52-53, Fig. 16). Moreover, the design allows the use of several sensors 8 to increase reliability. The sensor 8 is mounted on the housing 1 and is connected to the robot control system (not shown in the drawing). In addition, it is equipped with a strap 9, preloaded by means of a spring 10 to the suction cups 5. The strap 9 has the ability to move along the axis of the grippers 2, for this there are guide holes 11. Each suction cup 5 of the fastener 4 is mounted on the gripper 2 in a mirror to its working suction cup 3 and can interact through a spring-loaded bar 9 with a position sensor 8. Moreover, each gripper can be installed practically anywhere on the housing 1 having the shape of a plate (Fig. 1). The embodiment of the channels 7 in the housing simplifies the design, however, in this case, the tongs are installed on these channels (Fig. 2), the channels not occupied by the tongs are suppressed (not shown). In FIG. Figure 3 shows an embodiment of a bar 9 with longitudinal and transverse grooves 12 connected to each other, which allows for easy movement of the tongs 2 on the housing 1 without changing the strap 9 and dismantling the grips 2. In the housing 1 grooves 13 are made, the size of which corresponds to the size suction cups 5. In addition, as an embodiment, the diameter of the suction cup 5 is larger than the diameter of the working suction cup 3. This allows you to move the head of the manipulator at a certain angle of inclination and store it inoperative upside down

180°, т.е. схватами вверх, отключенной от источника вакуума. Штоки 14, на которых закреплены соответствующие присоски 3 и 5, соединены между собой посредством муфты 15 и фиксируютс винтами 16. Это180 °, i.e. tongs up, disconnected from the vacuum source. The rods 14, on which the corresponding suction cups 3 and 5 are fixed, are interconnected by means of a coupling 15 and are fixed by screws 16. This

обеспечивает плавную регулировку схватов по высоте, например, за счет резьбового соединени штоков 14 и муфты 15 (фиг. 4).provides smooth adjustment of the grips in height, for example, due to the threaded connection of the rods 14 and the sleeve 15 (Fig. 4).

Головка манипул тора работает следующим образом. Перед.началом работы на корпус 1 (фиг. 1 и 2) устанавливаетс и фиксируетс посредством устройства креплени 4 требуемое количество схватов 2, располагаемых на корпусе 1 в соответствииThe head of the manipulator operates as follows. Before starting work on the housing 1 (Figs. 1 and 2), the required number of tongs 2 located on the housing 1 in accordance with

с конфигурацией издели , с которым необходимо манипулировать. Количество схватов определ етс в зависимости от массы и габаритов издели . После подключени присосок 5 к независимому источнику вакуума посредством штуцеров 6 или каналов 7 схват 2 окажетс закрепленным на корпусе 1. Если все схваты 2 закреплены надежно, то планка 9, поджата пружиной 10 к присоскам 5 находитс в верхнем положении (фиг.with the configuration of the product to be manipulated. The number of jaws is determined depending on the weight and dimensions of the product. After connecting the suction cups 5 to an independent vacuum source by means of fittings 6 or channels 7, the gripper 2 will be fixed to the housing 1. If all the grippers 2 are fixed securely, then the bar 9, pressed by the spring 10 to the suction cups 5, is in the upper position (Fig.

4) и не вызывает срабатывани датчика 8. В случае недостаточного уплотнени какой- либо присоски 5 и вследствие этого, слабого разрежени в них, или при захвате издели с массой превышающей расчетную, одна4) and does not trigger the sensor 8. In the case of insufficient sealing of any suction cup 5 and, as a result, a weak vacuum in them, or when gripping an article with a mass exceeding the calculated one

или несколько присосок 5 удлин ютс (показано пунктиром), т.е. стрем тс оторватьс от корпуса. При этом планка 9 перемещаетс вниз под действием всех присосок 5 или хот бы одной присоски 5 по штоку 14 посредством направл ющих отверстий 11. Это перемещение планки 9 вызывает срабаты- вание датчика 8, сигнал от которого передаетс в систему управлени роботом. Дл захвата издели головка манипул тора прижимаетс к нему рабочими присосками 3, в которых создаетс разрежение (одним из известных способов), обеспечивающее вз тие издели . Дл разгрузки издели разрежение в рабочих присосках снимаетс .or several suction cups 5 extend (indicated by a dotted line), i.e. strive to tear themselves away from the body. In this case, the bar 9 is moved down under the action of all suction cups 5 or at least one suction cup 5 along the rod 14 by means of the guide holes 11. This movement of the bar 9 causes the sensor 8 to operate, the signal from which is transmitted to the robot control system. To capture the product, the head of the manipulator is pressed against it by working suction cups 3, in which a vacuum is created (using one of the known methods), which allows the product to be taken. To unload the article, the vacuum in the suction cups is removed.

Переналадка схватов 2 на ступенчатую деталь (фиг. 2 и 4) осуществл етс посредством перемещени штоков 14 в муфте 15 с последующей их фиксацией винтами 16. Переналадка головки манипул тора на новую конфигурацию издели осуществл етс поеле отключени схватов 2 от источника вакуума перемещением в пазах 12 планки 9 (фиг. 3), Если же планка выполнена без пазов, а с отверсти ми 11, то при переналадке следует подбирать соответствующую планку или из- готавливать в ней необходимые отверсти 11.The changeover of the grippers 2 to the stepped part (Figs. 2 and 4) is carried out by moving the rods 14 in the coupling 15 and their subsequent fixation with screws 16. The change of the head of the manipulator to the new configuration of the product is carried out after disconnecting the grippers 2 from the vacuum source by moving in the grooves 12 strips 9 (Fig. 3), but if the stripe is made without grooves, but with holes 11, then, when changing, it is necessary to select the appropriate strip or make the necessary holes 11 in it.

По сравнению с прототипом и аналогами предлагаема головка манипул тора об- ладает гибкостью при переналадке на любую форму плоских деталей или имеющих хот бы одну плоскую поверхность. Сохран от прототипа свойство переналадки по высоте схватов (дл ступенчатых деталей ), она, благодар конструкци м корпуса, выполненного в виде пластины и устройства креплени схватов, обеспечивает устсшовку любого их количества и любое их расположение на корпусе. При этом обеспечиваетс контроль надежности креплени схватов за счет применени датчика положени , с которым присоски устройства креплени взаимодействуют через подпружиненную планку. Дополнительно подпружиненна планка, объедин юща все схваты, повыша- ет жесткость их креплени в целом, а наличие пазов в планке позвол ет легко перемещать схваты при переналадке, Головка манипул тора конструктивно проста за счет того, что схваты выполнены универ- сальными, взаимозамен емыми с возможностью подвода вакуума через каналы, выполненные в корпусе, т.е. без внешней пневматической арматуры. Головку манипул тора можно хранить в перевернутом со- сто нии, отключенной от вакуума, благодар пазам, выполненным в корпусе и соизмеримым с размером присоски устройства креплени . Эти лазы, а также размеры присоски большие размера рабочей присо- ски позвол ют повысить надежность креплени схватов, особенно при перемещении головки с наклоном.Compared with the prototype and analogs, the proposed manipulator head is flexible when changing to any shape of flat parts or having at least one flat surface. Preserving the property of readjustment in terms of the height of the tongs (for stepped parts) from the prototype, it, thanks to the body structures made in the form of a plate and gripping attachment device, ensures the removal of any number of them and any arrangement on the housing. At the same time, the reliability of the grip fastening is controlled by the use of a position sensor with which the suction cups of the fastening device interact through the spring-loaded bar. An additional spring-loaded bar, combining all the grips, increases the rigidity of their fastening as a whole, and the presence of grooves in the bar makes it easy to move the grips during readjustment. The manipulator head is structurally simple due to the fact that the grippers are universal, interchangeable with the ability to supply vacuum through channels made in the housing, i.e. without external pneumatic fittings. The head of the manipulator can be stored in an inverted state, disconnected from the vacuum, due to grooves made in the housing and commensurate with the size of the suction cup of the mounting device. These manholes, as well as the dimensions of the suction cup, the large size of the working suction cup, can increase the reliability of fixing the grips, especially when moving the head with an inclination.

Все выше перечисленное обеспечивает широкий диапазон применени головки манипул тора , расшир тем самым ее технологические возможности при простой конструкции и надежном, гибком креплении схватов,All of the above provides a wide range of application of the head of the manipulator, thereby expanding its technological capabilities with a simple design and reliable, flexible fastening of grips,

Использование предлагаемой конструкции головки манипул тора наиболее эффективно в промышленных роботах и манипул торах, автооператорах и других транспортно-загрузочных устройствах, которые осуществл ют транспортировку, укладку , загрузку, ориентирование, сортировку или сборку изделий, имеющих хот бы одну плоскую или близкую к плоской поверхность, при этом требузтс быстра переналадка на различную конфигурацию изделий.The use of the proposed design of the head of the manipulator is most effective in industrial robots and manipulators, auto operators and other transport and loading devices that transport, stack, load, orient, sort, or assemble products having at least one flat or nearly flat surface, however, quick changeover to various product configurations is required.

Claims

1. The head of the manipulator, comprising a housing with a flat working surface, on which working suction cups are mounted to move along its working surface, each of which contains means for attaching to the housing and connected to a vacuum source, characterized in that, in order to expand the functional and technological capabilities, the fastening means of each working suction cup is made in the form of an additionally inserted suction cup connected to a vacuum source, while each working and additional suction cup is coaxial are mutated with each other and have the ability to move along the longitudinal axis relative to each other with subsequent fixation, with each pair of suction cups mounted on the bar and spring relative to it, and a sensor for the position of the strap mounted on the body, the movable part of which is able to interact with the strap,

2. The head of the manipulator according to claim 1, characterized in that each additional suction cup has the ability to connect to a vacuum source through channels made in the housing.

3. The head of the manipulator according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that each pair of suction cups is mounted on the bar with the possibility of reinstallation by means of grooves made in the bar.

4. The head of the manipulator according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that grooves are made on the working surface of the housing, the width of which corresponds to the diameter of the additional suction cups.