RU2037586C1

RU2037586C1 - Device for treatment of materials along preset trajectory

Info

Publication number: RU2037586C1
Authority: RU
Inventors: В.П. Хавкин; В.М. Каган; М.Д. Блехман; Ю.И. Буцкий
Original assignee: Центральный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации легкой промышленности
Priority date: 1989-11-14
Filing date: 1989-11-14
Publication date: 1995-06-19

Abstract

FIELD: light industry. SUBSTANCE: device for treatment of materials along preset trajectory has closed linkage, reducing gears, program-controlled motors, holder, working head, end hinges made in form of hollow axles with fingered bushings and electromagnet. Holder is installed on end hinge of driving link connected with one program-controlled motor, and end hinge of driven link connected with other program-controlled motor, and secured to each hinge by means of retainers. Besides, device is provided with holder unlocking unit. EFFECT: higher efficiency and quality of treatment. 2 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для легкой промышленности, а именно к швейным, вышивальным, раскройным и другим устройствам швейного, текстильно-галантерейного и обувного производства. The invention relates to equipment for light industry, namely, sewing, embroidery, cutting and other devices for sewing, textile haberdashery and shoe production.

Известны устройства, в которых средства для относительного перемещения рабочей головки, несущей инструмент, и закрепленного в кассете материала при обработке по заданной траектории (контуру) представляют собой двухкоординатные механизмы, содержащие две каретки, перемещаемые с помощью двигателей по взаимно перпендикулярным направляющим в соответствии с командами системы управления. Known devices in which the means for the relative movement of the working head carrying the tool and the material fixed in the cassette during processing along a given path (contour) are two-coordinate mechanisms containing two carriages that are moved by motors along mutually perpendicular guides in accordance with the commands of the system management.

Для привода кареток применяют гибкие (тросовые и ременные) реечные и другие передачи. Двухкоординатные механизмы этих устройств имеют значительную собственную массу, препятствующую повышению скорости обработки из-за возникновения больших динамических нагрузок, влияющих на точность обработки деталей. Для перемещения кареток необходимы двигатели большой мощности, обеспечивающие достижение требуемой производительности оборудования. To drive the carriages, flexible (cable and belt) rack and pinion and other gears are used. The two-coordinate mechanisms of these devices have a significant mass of their own, which prevents an increase in the processing speed due to the occurrence of large dynamic loads that affect the accuracy of processing parts. To move the carriages, high power engines are needed to ensure the achievement of the required equipment performance.

Известны роботы, в которых для уменьшения массы движущихся частей используются пятизвенные шарнирно-рычажные механизмы, содержащие два ведущих кривошипа, оснащенных программно-управляемыми двигателями, два ведомых звена и стойку. Known robots in which to reduce the mass of moving parts are used five-link articulated lever mechanisms containing two leading cranks equipped with program-controlled engines, two driven links and a rack.

Недостаток известного устройства заключается в том, что использование этого механизма для обработки материалов легкой промышленности по заданной плоской траектории невозможно без оснащения его кассетой для закрепления материала. A disadvantage of the known device is that the use of this mechanism for processing light industry materials on a given flat path is impossible without equipping it with a cassette to secure the material.

Установка кассеты в механизм захвата увеличивает его массу, при этом возрастают динамические нагрузки при работе, уменьшается точность обработки, что требует снижения скоростных режимов обработки, а следовательно, и производительности устройства. The installation of the cartridge in the gripping mechanism increases its mass, while the dynamic loads during operation increase, the processing accuracy decreases, which requires a reduction in the processing speed and, consequently, the productivity of the device.

Цель изобретения повышение производительности и качества обработки. The purpose of the invention is improving productivity and processing quality.

Это достигается тем, что в устройстве для обработки материалов по заданной траектории, преимущественно для изделий легкой промышленности, содержащем рабочую головку, держатель материала, замкнутый шарнирно-рычажный механизм плоского перемещения держателя относительно головки с двумя ведущими звеньями, ведомым звеном, шарнирно соединенным с держателем и двумя программно-управляемыми двигателями, соединенными с ведущими звеньями, держатель материала выполнен в виде кассеты, установленной на концевом шарнире ведущего звена, связанного с одним программно-управляемым двигателем, и концевом шарнире ведомого звена, связанного с другим программно-управляемым двигателем, и закрепленной на каждом из шарниров посредством фиксаторов. При этом фиксаторы кассеты выполнены в виде двух цанговых втулок, размещенных на торцевых поверхностях концевых шарниров со стороны рабочей головки, и двух стопорных стержней, установленных внутри шарниров с возможностью перемещения вдоль их осей, при этом концы стержней со стороны рабочей головки введены в цанговые втулки и выполнены с конусными расширениями в сторону от торцов концевых шарниров со стороны рабочей головки, а противоположные концы стержней подпружинены относительно торцов шарниров пружинами сжатия. Кассета выполнена с двумя втулками, жестко закрепленными на кассете, с базовыми отверстиями, соответствующими цанговым втулкам. Кроме того, устройство снабжено узлом расфиксации кассеты, выполненным в виде двух толкателей, размещенных в стойке на исходной позиции концевых шарниров ведущего и ведомого звеньев шарнирно-рычажного механизма соосно продольным осям стопорных стержней фиксатора, со стороны подпружиненных концов стержней с возможностью продольного перемещения и контактирования с концами стержней и электромагнитного привода с качалкой, плечи которой связаны с толкателями. This is achieved by the fact that in the device for processing materials along a predetermined path, mainly for light industry products, comprising a working head, a material holder, a closed articulated lever mechanism for flat movement of the holder relative to the head with two driving links, a driven link, pivotally connected to the holder and two software-controlled engines connected to the leading links, the material holder is made in the form of a cartridge mounted on the end hinge of the driving link connected with a program-controlled motor, and a hinge end of the driven member, associated with another program-controlled engine, and attached to each of the joints by means of clamps. In this case, the cartridge clamps are made in the form of two collet bushings located on the end surfaces of the end hinges from the side of the working head, and two locking rods installed inside the hinges with the possibility of movement along their axes, while the ends of the rods from the side of the working head are inserted into the collet bushings and made with conical extensions to the side of the ends of the end hinges from the side of the working head, and the opposite ends of the rods are spring-loaded relative to the ends of the hinges by compression springs. The cassette is made with two bushings rigidly mounted on the cassette, with base holes corresponding to collet bushings. In addition, the device is equipped with a cartridge release unit made in the form of two pushers placed in a rack at the initial position of the end hinges of the driving and driven links of the linkage mechanism coaxially with the longitudinal axes of the locking retainer rods, from the side of the spring-loaded ends of the rods with the possibility of longitudinal movement and contact with the ends of the rods and the electromagnetic drive with a rocker, the shoulders of which are connected with the pushers.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается выполнением держателя материала в виде кассеты, установленной на концевом шарнире ведущего звена, связанного с одним программно-управляемым двигателем, и концевом шарнире ведомого звена, связанного с другим программно-управляемым двигателем, и закрепленной на каждом из шарниров посредством фиксаторов. При этом фиксаторы кассеты выполнены в виде двух цанговых втулок, размещенных на торцевых поверхностях концевых шарниров со стороны рабочей головки, и двух стопорных стержней, установленных внутри шарниров с возможностью перемещения вдоль их осей, при этом концы стержней со стороны рабочей головки введены в цанговые втулки и выполнены с конусными расширениями в сторону от торцов концевых шарниров со стороны рабочей головки, противоположные концы стержней подпружинены относительно торцов шарниров пружинами сжатия, при этом кассета выполнена с двумя втулками, жестко закрепленными на кассете, с базовыми отверстиями, соответствующими цанговым втулкам. Кроме того, устройство снабжено узлом расфиксации кассеты, выполненным в виде двух толкателей, размещенных в стойке на исходной позиции концевых шарниров ведущего и ведомого звеньев шарнирно-рычажного механизма соосно продольном осям стопорных стержней фиксатора, со стороны подпружиненных концов стержней с возможностью продольного перемещения и контактирования с концами стержней и электромагнитного привода с качалкой, плечи которой связаны с толкателями. Comparative analysis with the prototype shows that the proposed device differs in the implementation of the holder of the material in the form of a cartridge mounted on the end hinge of the driving link associated with one program-controlled engine, and the end hinge of the driven link associated with another program-controlled engine, and mounted on each from hinges by means of clamps. In this case, the cartridge clamps are made in the form of two collet bushings located on the end surfaces of the end hinges from the side of the working head, and two locking rods installed inside the hinges with the possibility of movement along their axes, while the ends of the rods from the side of the working head are inserted into the collet bushings and made with conical extensions to the side of the ends of the end hinges from the side of the working head, the opposite ends of the rods are spring-loaded relative to the ends of the hinges with compression springs, Filled with two bushings rigidly mounted on the cassette, with base holes corresponding to collet bushings. In addition, the device is equipped with a cartridge release unit made in the form of two pushers placed in a rack at the initial position of the end hinges of the driving and driven links of the articulated lever mechanism coaxially with the longitudinal axes of the locking retainer rods, from the side of the spring-loaded ends of the rods with the possibility of longitudinal movement and contact with the ends of the rods and the electromagnetic drive with a rocker, the shoulders of which are connected with the pushers.

Таким образом, заявленное устройство соответствует критерию "новизна". Thus, the claimed device meets the criterion of "novelty."

Сравнение заявленного решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявленное техническое решение от прототипа, что позволило сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия". На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1. Comparison of the claimed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field did not allow us to identify signs that distinguish the claimed technical solution from the prototype, which allowed us to conclude that the criterion of "significant differences" is met. Figure 1 shows a diagram of a device; figure 2 section aa in figure 1.

Устройство содержит ведущие звенья (кривошипы) 1 и 2 замкнутого шарнирно-рычажного механизма через редукторы 3 и 4, соединенные с валами программно-управляемых двигателей 5 и 6. Кассета 7 устанавливается на концевом шарнире 8 ведущего звена 1 и концевом шарнире 9 ведомого звена 10, связанного шарнирно с ведущим звеном 2. Редукторы 3 и 4 с двигателями 5 и 6 закреплены на стойке 11, на которой установлена также рабочая головка 12, предназначенная для обработки материала 13, закрепленного в кассете 7. The device contains the leading links (cranks) 1 and 2 of the closed articulated link mechanism through gears 3 and 4 connected to the shafts of the program-controlled engines 5 and 6. The cassette 7 is mounted on the end hinge 8 of the leading link 1 and the end hinge 9 of the driven link 10, connected pivotally to the driving link 2. Gearboxes 3 and 4 with motors 5 and 6 are mounted on a rack 11, on which is also installed a working head 12, designed for processing material 13, mounted in a cassette 7.

Кассета 7 выполнена с двумя жестко закрепленными на ней втулками 14 и 15. Концевые шарниpы 8 и 9 выполнены в виде полых осей с цанговыми втулками 16 и 17 на верхнем конце (фиг.2), установленных в звеньях 1 и 10 с возможностью вращения. Внутри шарниров 8 и 9 установлены стопорные стержни 18 и 19, имеющие с одного конца конусное расширение 20 и 21, взаимодействующее с цанговыми втулками 16 и 17, а с другого конца заострение. Стопорные стержни оснащены пружинами 22 и 23 сжатия. The cassette 7 is made with two bushings 14 and 15 rigidly fixed on it. The end hinges 8 and 9 are made in the form of hollow axes with collet bushings 16 and 17 at the upper end (Fig. 2), mounted in links 1 and 10 for rotation. Inside the hinges 8 and 9, stop rods 18 and 19 are installed, having a conical extension 20 and 21 at one end, interacting with collet sleeves 16 and 17, and a taper at the other end. The locking rods are equipped with compression springs 22 and 23.

В стойке 11 на исходной позиции концевых шарниров 8 и 9 ведущего 1 и ведомого 10 звеньев шарнирно-рычажного механизма размещены толкатели 24 и 25, имеющие конусное углубление на верхнем конце и взаимодействующие с нижними заостренными концами стопорных стержней 18 и 19, обеспечивая фиксацию звеньев 1 и 10 в исходном положении. In the rack 11 at the initial position of the end hinges 8 and 9 of the driving 1 and driven 10 links of the linkage are pushers 24 and 25 having a taper recess at the upper end and interacting with the lower pointed ends of the locking rods 18 and 19, ensuring the fixation of links 1 and 10 in the starting position.

На стойке 11 размещен электромагнит 26 со штоком 27, взаимодействующим с плечами 28 и 29 качалки, связанными с толкателями 24 и 25. Размеры звеньев шарнирно-рычажного механизма выбирают так, чтобы любой участок материала, закрепленного в кассете, мог быть обработан рабочим инструментом. An electromagnet 26 with a rod 27, interacting with the rocking arms 28 and 29, connected to the pushers 24 and 25, is placed on the rack 11. The dimensions of the links of the articulated lever mechanism are selected so that any section of the material fixed in the cassette can be processed with a working tool.

В предлагаемом устройстве может быть использован любой программно-управляемый двигатель, например шаговый или двигатель постоянного тока. In the proposed device can be used with any software-controlled motor, such as a stepper or DC motor.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В кассету 7 укладывается материал 13, подлежащий обработке по заданной траектории. Кассета 7 жестко закрепленными на ней втулками 14 и 15 устанавливается на цанговые втулки 16 и 17 шарниров 8 и 9, смонтированных на звеньях 1 и 10 шарнирно-рычажного механизма. Подается команда на отключение электромагнита 26, шток 27 которого опускается, при этом опускаются толкатели 24 и 25, звенья 1 и 10 расфиксируются, а кассета 7 фиксируется благодаря взаимодействию конусных расширений, 20 и 21 стопорных стержней 18 и 19, подпружиненных пружинами 22 и 23 сжатия, с цанговыми втулками 16 и 17, которые в свою очередь взаимодействуют с втулками 14 и 15 кассеты. In the cassette 7 is placed the material 13 to be processed along a predetermined path. The cassette 7 is rigidly fixed to it by bushings 14 and 15 mounted on the collet bushings 16 and 17 of the hinges 8 and 9 mounted on links 1 and 10 of the articulated link mechanism. A command is issued to turn off the electromagnet 26, the rod 27 of which is lowered, while the pushers 24 and 25 are lowered, the links 1 and 10 are unlocked, and the cassette 7 is fixed due to the interaction of the conical extensions, 20 and 21 of the locking rods 18 and 19, spring-loaded compression springs 22 and 23 , with collet sleeves 16 and 17, which in turn interact with the cartridge sleeves 14 and 15.

После этого программно-управляемые двигатели 5 и 6 начинают вращаться и через редукторы 3 и 4 приводят в движение кривошипы 1 и 2 механизма, при этом кассета 7 перемещается относительно рабочей головки 12 таким образом, что материал обрабатывается по заданному контуру. After that, the program-controlled motors 5 and 6 begin to rotate and, through gears 3 and 4, drive the cranks 1 and 2 of the mechanism, while the cassette 7 moves relative to the working head 12 so that the material is processed along a predetermined contour.

После окончания цикла обработки механизм возвращается в исходное положение для смены кассеты. Включается магнит 26 и своим штоком 27 через плечи 26 и 29 качалки и толкатели 24 и 25 воздействует на нижние концы стопорных стержней 18 и 19, при этом происходят фиксация звеньев 1 и 10 относительно стойки 11 и одновременно расфиксация кассеты 7. Кассета заменяется на новую, и цикл обработки повторяется. After the end of the processing cycle, the mechanism returns to its original position for changing the cartridge. The magnet 26 is turned on and with its rod 27 through the arms 26 and 29 of the rocker and pushers 24 and 25 acts on the lower ends of the stopper rods 18 and 19, while the links 1 and 10 are fixed relative to the rack 11 and at the same time the cassette is unlocked 7. The cassette is replaced with a new one, and the processing cycle is repeated.

Предложенная конструкция устройства благодаря незначительной массе подвижных звеньев механизма позволяет повысить скоростные режимы работы оборудования и точность обработки, а также облегчить обслуживание полуавтомата при смене кассеты. The proposed design of the device due to the small mass of the moving parts of the mechanism allows to increase the high-speed modes of equipment operation and processing accuracy, as well as to facilitate the maintenance of the semiautomatic device when changing the cartridge.

Claims

DEVICE FOR PROCESSING MATERIALS ON A PRESENT TRAJECTORY mainly for light industry products, comprising a working head, a cartridge holder made in the form of a cartridge, a material holder mounted on the end hinges of the mechanism for flat movement of the cartridge relative to the head, and means for fixing the cartridge, characterized in that, in order to expand the technological possibilities, the means for fixing the cartridge in the end hinge has bushings rigidly fixed in the cartridge with collet sleeves installed inside, mounted inside the end hinges of the movement mechanism, spring-loaded locking rods, the upper end of each of which is made conical for interacting with collet sleeves, a rack located under the cassette carrying pushers coaxially with the stop rods, for rods placed at the initial positions of the end hinges of the mechanism, and means for moving the pushers in the upper and lower positions.