RU2022732C1

RU2022732C1 - Hydraulic cylinder of dual action

Info

Publication number: RU2022732C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Васильевич Попов
Original assignee: Юрий Васильевич Попов
Priority date: 1991-08-12
Filing date: 1991-08-12
Publication date: 1994-11-15

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: hydraulic cylinder has pair of pistons with coaxially located relatively to each other rods and mounted in piston cavity telescope, through which its rod cavity and interpiston cavity are connected with parallel apparatus, located on link of two pressure control valves. Plunger of telescope is mounted on lid with eccentric shift relatively to body. Made in inner rod canal of fluid feeding into interpiston cavity is located on opposite side relatively to eccentricity. As fluid is fed into cavity 14 piston 2 is moving relatively to piston 5 and using rod 3, system of levers 7 and 8, gripping jaws 9 catches piece. As trunk 16 pressure rises pressure valve 18 opens and fluid goes into cavity 15, making pistons 2 and 5 to move to right hand position. In discharge position, working fluid is fed into cavity 13 and cavity 14 is connected with sink. After piece is free and fluid is poured from cavity 14 pistons 2 and 5 match . As pressure in cavity 15 is through pressure valve 19 increased cavity is connected with sink catch mandrel 6 returns in initial position. EFFECT: hydraulic cylinder is used in manipulators of industrial robots. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к манипуляторам промышленных роботов и может быть использовано в области машиностроения для загрузки и разгрузки трубогибочных машин или металлообрабатывающих станков, а также на поточных линиях для последовательного выполнения двух технологических операций. The invention relates to manipulators of industrial robots and can be used in the field of engineering for loading and unloading pipe bending machines or metalworking machines, as well as on production lines for the sequential execution of two technological operations.

Известен управляемый гидроцилиндром двойного действия захват манипулятора по а.с.СССР N 87011. В нем штоки гидроцилиндра расположены коаксиально с возможностью осевого перемещения относительно друг друга. Внутренний шток шарнирно соединен с рычагами головки захвата, а наружный жестко соединен с головкой. Known controlled by a double-acting hydraulic cylinder is the gripper of the manipulator according to ASSSSR N 87011. In it, the hydraulic cylinder rods are located coaxially with the possibility of axial movement relative to each other. The inner rod is pivotally connected to the levers of the gripper head, and the outer one is rigidly connected to the head.

Существенными недостатками захвата манипулятора являются:
1. Нестабильный зажим заготовки в период перемещения головки захвата.Significant disadvantages of the capture of the manipulator are:
1. Unstable clamping of the workpiece during the period of movement of the pick head.

2. Отсутствие возможности выполнения гидроцилиндров длинноходовыми в связи с наличием пружины и направляющего паза, соединяющего подпружиненную поршневую полость с атмосферой. 2. The inability to perform long-stroke hydraulic cylinders due to the presence of a spring and a guide groove connecting the spring-loaded piston cavity to the atmosphere.

3. Выполнение связанной с внутренним штоком подвижной штанги с выходом за пределы корпуса гидроцилиндра. 3. The implementation associated with the inner rod of the movable rod with the exit beyond the housing of the hydraulic cylinder.

В другом известном устройстве исключается выход подвижной штанги за пределы корпуса гидроцилиндра, однако при сохранении поименованных п.1-3 недостатков, техническое решение выполнено со значительным увеличением габаритных размеров гидроцилиндра. In another known device, the output of the movable rod outside the body of the hydraulic cylinder is excluded, however, while maintaining the named 1-3 points, the technical solution is made with a significant increase in the overall dimensions of the hydraulic cylinder.

Техническим результатом предложенного изобретения является обеспечение постоянного усилия зажима. The technical result of the proposed invention is the provision of a constant clamping force.

Поставленная цель достигается в гидроцилиндре двойного действия, в корпусе которого коаксиально расположены штоки поршней, образующие штоковую, межпоршневую и поршневую полости, при этом во внутреннем штоке выполнен канал подвода жидкости в межпоршневую полость за счет того, что гидроцилиндр снабжен системой дифференциальной связи штоковой и межпоршневой полостей через введенный в устройство неподвижно связанный с крышкой плунжер. Плунжер расположен во внутреннем штоке эксцентрично, а канал подвода жидкости в межпоршневую полость выполнен со смещением относительно оси гидроцилиндра в сторону, противоположную от оси плунжера. The goal is achieved in a double-acting hydraulic cylinder, in the body of which piston rods are coaxially located, forming the rod, piston and piston cavities, while in the inner rod there is a channel for supplying fluid to the piston cavity due to the fact that the hydraulic cylinder is equipped with a differential communication system of the rod and piston cavities through a plunger fixedly connected to the lid inserted into the device. The plunger is eccentrically located in the inner rod, and the fluid supply channel to the piston cavity is displaced relative to the axis of the hydraulic cylinder to the side opposite from the axis of the plunger.

Связь штоковой и межпоршневой полостей гидроцилиндра обеспечивает возможность монтажа внутри его корпуса телескопического соединения с осуществлением подачи жидкости в межпоршневую полость через закрепленный на крышке гидроцилиндра плунжер и обеспечивает удержание губками захвата детали с постоянным, соответствующим настройке напорного золотника, усилием зажима при рабочем ходе гидроцилиндра. The connection of the rod and piston cavities of the hydraulic cylinder provides the possibility of mounting a telescopic connection inside its body with the flow of fluid into the piston cavity through the plunger fixed to the hydraulic cylinder cover and ensures that the gripping lips hold the part with a constant clamping force corresponding to the pressure spool setting during the working stroke of the hydraulic cylinder.

Эксцентричное смещение плунжера телескопа относительно корпуса гидроцилиндра позволяет обеспечить линейное перемещение головки манипулятора без возможности ее вращения, благодаря чему устраняется направляющий паз, связывающий поршневую полость с атмосферой при возможности выполнения гидроцилиндров двойного действия с увеличенным ходом. Канал подвода жидкости в межпоршневую полость при этом выполнен в наиболее утолщенной стенке штока с противоположной по отношению к эксцентриситету стороны с рациональной экономией металла и уменьшением габаритных размеров гидроцилиндра. The eccentric displacement of the telescope plunger relative to the hydraulic cylinder body allows linear movement of the manipulator head without the possibility of its rotation, which eliminates the guide groove connecting the piston cavity with the atmosphere when it is possible to perform double-acting hydraulic cylinders with an increased stroke. In this case, the fluid supply channel into the piston cavity is made in the most thickened stem wall on the opposite side with respect to the eccentricity with rational metal saving and reduction in the overall dimensions of the hydraulic cylinder.

На чертеже изображен гидроцилиндр двойного действия. Он содержит корпус 1, в котором коаксиально размещены поршень 2 с внутренним штоком 3 и шток 4 с поршнем 5. На штоке 4 смонтирована головка захвата 6, шарнирно связанная с двумя парами рычагов 7 и 8, которые несут зажимные губки 9, при этом рычаги 7 подвижно связаны со штоком 3. На крышке 10 гидроцилиндра с эксцентриситетом "Е" по отношению к оси корпуса 1 жестко закреплен плунжер 11, плунжерная полость 12 которого выполнена во внутреннем штоке 3. Между поршнем 2 и крышкой 10 гидроцилиндра расположена поршневая полость 13, а между поршнями 2 и 5 - межпоршневая полость 14 управления зажимом захвата. С противоположной стороны между поршнем 5 и корпусом 1 расположена штоковая полость 15, управляющая перемещением головки захвата. Магистрали 16 и 17 подвода рабочей жидкости к полостям 14 и 15 гидроцилиндра соединены между собой с образованием дифференциальной связи через плунжер 11 и на общей магистрали параллельно установлены два напорных золотника 18 и 19. The drawing shows a double-acting hydraulic cylinder. It contains a housing 1, in which a piston 2 with an inner rod 3 and a rod 4 with a piston 5 are coaxially placed. A gripper head 6 is mounted on the rod 4, pivotally connected to two pairs of levers 7 and 8, which carry clamping jaws 9, while the levers 7 movably connected with the rod 3. On the cover 10 of the hydraulic cylinder with an eccentricity "E" with respect to the axis of the housing 1, the plunger 11 is rigidly fixed, the plunger cavity 12 of which is made in the inner rod 3. Between the piston 2 and the cover 10 of the hydraulic cylinder there is a piston cavity 13, and between pistons 2 and 5 - inter-piston grip clamp control cavity 14. On the opposite side between the piston 5 and the housing 1 is a rod cavity 15, which controls the movement of the capture head. Highways 16 and 17 for supplying the working fluid to the cavities 14 and 15 of the hydraulic cylinder are interconnected to form a differential connection through the plunger 11 and two pressure valves 18 and 19 are installed in parallel on the common highway.

Напорный золотник 18 установлен с управлением от магистрали 16, а напорный золотник 19 - с управлением от магистрали 17, причем на участке управления золотником расположен дроссель 20. Плунжерная полость 12 каналом 21, выполненным во внутреннем штоке 3 с противоположной по отношению к эксцентриситету "Е" стороны, соединена с межпоршневой полостью 14. The pressure spool 18 is installed controlled from the line 16, and the pressure spool 19 is controlled from the line 17, and a throttle 20 is located on the spool control section 20. The plunger cavity 12 is provided with a channel 21 made in the inner rod 3 with an “E” opposite to the eccentricity side connected to the piston cavity 14.

Подача рабочей жидкости под давлением осуществляется по магистрали 22 через распределитель 23, соответственно: в поршневую полость 13 по магистрали 24 и в полости 14 и 15 по магистрали 25. На магистрали 25 установлен распределитель 26 режимов работы, переключением которого может быть образована двойная дифференциальная связь всех трех рабочих полостей гидроцилиндра для ускоренного ввода головки захвата в рабочую зону станка, или обеспечен режим одиночного хода для освобождения детали при остановке головки захвата после вывода ее из рабочей зоны станка. Управление распределителями 23 и 26 осуществляется с помощью электромагнитов 27, 28 и 29. The supply of working fluid under pressure is carried out through the line 22 through the distributor 23, respectively: into the piston cavity 13 along the line 24 and in the cavity 14 and 15 along the line 25. A distributor 26 of operating modes is installed on the line 25, by switching of which a double differential connection of all three working cavities of the hydraulic cylinder for accelerated entry of the capture head into the working area of the machine, or a single-stroke mode is provided to release the part when the capture head stops after it is withdrawn from the working area machine. The control valves 23 and 26 are carried out using electromagnets 27, 28 and 29.

Гидроцилиндр двойного действия в устройстве с захватом манипулятора работает следующим образом:
В исходном положении головка 6 выдвинута, поршни 2 и 5 смещены в крайнее левое положение, зажимные губки 9 разведены. Для захвата детали поступает команда на включение электромагнита 27 распределителя 23 и жидкость под давлением по магистрали 25 и 16 через плунжерную полость 12 и канал 21 поступает в полость 14. Поршень 2 перемещается относительно поршня 5 и через шток 3, систему рычагов 7 и 8, зажимные губки 9 захватывают деталь. Давление в магистрали 16 поднимается до значения настройки напорного золотника 18, соответствующего заданному усилию зажима заготовки, в результате чего магистрали 16 и 17 соединяются. Жидкость поступает в полость 15, перемещая поршни 2 и 5 в правое положение, и деталь удаляется из зоны действия патрона станка. Поршневая полость 13 при этом магистралью 24 соединена со сливом.A double-acting hydraulic cylinder in a device with a manipulator grip works as follows:
In the initial position, the head 6 is extended, the pistons 2 and 5 are displaced to the leftmost position, the clamping jaws 9 are divorced. To capture the part, a command is received to turn on the electromagnet 27 of the distributor 23 and the liquid under pressure along the lines 25 and 16 through the plunger cavity 12 and the channel 21 enters the cavity 14. The piston 2 moves relative to the piston 5 and through the rod 3, the lever system 7 and 8, clamping jaws 9 capture the part. The pressure in the line 16 rises to the setting value of the pressure valve 18, corresponding to a given clamping force of the workpiece, as a result of which the lines 16 and 17 are connected. The fluid enters the cavity 15, moving the pistons 2 and 5 to the right position, and the part is removed from the coverage of the machine cartridge. In this case, the piston cavity 13 is connected to the drain via the line 24.

В автоматическом режиме работы гидроцилиндра после подхода захвата с деталью к месту разгрузки поступает сигнал на отключение электромагнита 27 и включение электромагнита 28. Распределитель 23 устанавливается в положение, при котором полость 14 соединяется со сливом по магистралям 16 и 25, а в полость 13 производится подача жидкости под давлением. За счет усилия, создаваемого давлением в поршневой полости 13, при сливе жидкости из полости 14 губки 9 захвата расходятся и освобождают деталь. После освобождения детали и слива из полости 14 поршни 2 и 5 совмещаются и под действием давления в полости 13 соответственно поднимается давление в полости 15. In the automatic mode of operation of the hydraulic cylinder, after the capture approach with the part to the unloading place, a signal is received to turn off the electromagnet 27 and turn on the electromagnet 28. The distributor 23 is installed in a position in which the cavity 14 is connected to the drain on the highways 16 and 25, and the fluid is supplied to the cavity 13 under pressure. Due to the force created by the pressure in the piston cavity 13, when draining the liquid from the cavity 14, the gripping jaws 9 diverge and release the part. After the part is released and the drain from the cavity 14, the pistons 2 and 5 are combined and, under the pressure in the cavity 13, the pressure in the cavity 15 rises accordingly.

С поднятием в полости 15 давления до значения настройки напорного золотника 19 магистрали 17 и 25 соединяются и с перемещением головки 6 захвата жидкость из полости 15 поступает на слив. В конце хода головки 6 электромагнит 28 отключается, распределитель 23 устанавливается в нейтральное положение и цикл работы гидроцилиндра заканчивается. В автоматическом режиме работы гидроцилиндра в начале следующего цикла до включения электромагнита 27, например, с помощью реле времени, может быть предусмотрена пауза. With a rise in pressure in the cavity 15 to the setting value of the pressure spool 19, the lines 17 and 25 are connected and with the movement of the capture head 6, the liquid from the cavity 15 enters the drain. At the end of the stroke of the head 6, the electromagnet 28 is turned off, the distributor 23 is set to a neutral position and the cycle of the hydraulic cylinder ends. In the automatic mode of operation of the hydraulic cylinder at the beginning of the next cycle before turning on the electromagnet 27, for example, using a time relay, a pause may be provided.

Для ускоренного ввода головки 6 в рабочую зону станка совместно с электромагнитом 28 включается электромагнит 29, при этом магистраль 16 соединяется с магистралью 24, полностью исключается возможность поступления жидкости на слив и обеспечивается двойная дифференциальная связь всех трех рабочих полостей гидроцилиндра. To accelerate the input of the head 6 into the working area of the machine, the electromagnet 29 is turned on together with the electromagnet 28, while the line 16 is connected to the line 24, the possibility of liquid entering the drain is completely eliminated and double differential communication of all three working cavities of the hydraulic cylinder is ensured.

В режиме одиночного хода, после вывода детали из рабочей зоны станка до отключения электромагнита 27 осуществляется включение электромагнита 26, при этом жидкость из полости 14 по магистралям 16 и 24 поступает на слив и деталь освобождается губками 9 захвата. В этом режиме после слива жидкости из полости 14 электромагниты 26 и 27 отключаются и работа гидроцилиндра прекращается до начала следующего цикла. In the single-stroke mode, after the part is removed from the working area of the machine before the electromagnet 27 is turned off, the electromagnet 26 is turned on, while the fluid from the cavity 14 is supplied to the drain via the lines 16 and 24 and the part is released by the jaws 9 of the capture. In this mode, after draining the fluid from the cavity 14, the electromagnets 26 and 27 are turned off and the hydraulic cylinder stops working until the start of the next cycle.

Claims

1. A DUAL ACTION HYDROCYLINDER to a gripping device, in the body of which piston rods are coaxially located, forming a rod, inter-piston and piston cavity, while in the inner rod there is a channel for supplying fluid to the inter-piston cavity, characterized in that the hydraulic cylinder is equipped with a rod and inter-piston differential communication system cavities through the introduced and hydraulic cylinder motionlessly connected with the cover of the plunger.

2. The hydraulic cylinder according to claim 1, characterized in that the plunger is eccentrically located in the inner rod, and the fluid supply channel to the piston cavity is displaced relative to the axis of the hydraulic cylinder to the side opposite to the axis of the plunger.