RU203830U1

RU203830U1 - Mobile manipulator

Info

Publication number: RU203830U1
Application number: RU2020121349U
Authority: RU
Inventors: Александр Васильевич Бучинский; Андрей Михайлович Дьяченко; Борис Владимирович Цейтлин; Владимир Николаевич Шишкин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Грань" (ООО НПП "ГРАНЬ")
Priority date: 2020-06-22
Filing date: 2020-06-22
Publication date: 2021-04-22

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к устройствам перемещения и загрузки заготовок на металлообрабатывающие станки.Техническим результатом предлагаемого решения является повышение производительности вспомогательных операций таких как:- снятие заготовки со стеллажа или иного места временного хранения;- доставка заготовки к месту обработки (станку);- установка заготовки на рабочий стол станка;- снятие готовой детали (или палеты) со станка после обработки;Технический результат достигается тем, что манипулятор, содержащий складной кронштейн с электрифицированным механизмом вертикального и ручным механизмом горизонтального перемещения, оснащенный быстроразъемными захватами, предназначенный для установки заготовок на станок, установлен на электрифицированную тележку. Электрифицированная тележка оснащена грузовой площадкой, откидными опорами, а также рукояткой, обеспечивающей ручное управление маневрированием и переключением направления движения тележки.Технико-экономическим достоинством решения является упрощение процесса перемещения и загрузки деталей, а также избавление от необходимости оборудовать каждое рабочее место стационарным приспособлением. Передвижной манипулятор, вследствие ручного управления процессами загрузки (разгрузки) станка и перемещения деталей не требует какого-либо программирования или дополнительного оснащения. Один передвижной манипулятор позволяет обслуживать несколько станков. Особенно заметен эффект от его внедрения на участках со станками с ЧПУ, не требующими непосредственных действий от оператора в процессе обработки детали.The utility model relates to the field of mechanical engineering, in particular, to devices for moving and loading workpieces onto metalworking machines. The technical result of the proposed solution is to increase the productivity of auxiliary operations such as: - removing the workpiece from a rack or other temporary storage place; - delivering the workpiece to the place of processing ( machine); - installation of the workpiece on the working table of the machine; - removal of the finished part (or pallet) from the machine after processing; The technical result is achieved by the fact that a manipulator containing a folding bracket with an electrified vertical mechanism and a manual horizontal movement mechanism, equipped with quick-release grips, designed for mounting workpieces on the machine, mounted on an electrified trolley. The electrified cart is equipped with a loading platform, folding supports, as well as a handle that provides manual control of maneuvering and switching the direction of movement of the cart. The technical and economic advantage of the solution is to simplify the process of moving and loading parts, as well as eliminating the need to equip each workplace with a stationary device. The mobile manipulator, due to the manual control of the loading (unloading) of the machine and the movement of parts, does not require any programming or additional equipment. One mobile manipulator allows several machines to be serviced. The effect of its introduction is especially noticeable in areas with CNC machines that do not require direct action from the operator during the processing of a part.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к устройствам перемещения и загрузки заготовок на металлообрабатывающие станки.The utility model relates to the field of mechanical engineering, in particular, to devices for moving and loading workpieces onto metalworking machines.

Сложность процесса загрузки заготовок заключается в необходимости установки грузов на рабочий стол станка, который представляет собой нишу, к которой возможен только фронтальный доступ, т.к. сверху и с боков она закрыта конструкциями станка. В качестве грузов могут выступать заготовки деталей, группы заготовок, установленных на технологические палеты, станочная оснастка, имеющие вес, неудобный для ручного выполнения операции.The complexity of the process of loading blanks lies in the need to install weights on the working table of the machine, which is a niche to which only frontal access is possible, because from above and from the sides, it is closed by the structures of the machine. As weights, workpieces of parts, groups of workpieces installed on technological pallets, machine tooling, having a weight inconvenient for manual operation, can be used.

Известны устройства, облегчающие загрузку рабочего стола заготовками. Такие устройства, представляют собой манипулятор, устанавливаемый около станка. Вертикальное перемещение груза производится при помощи электрического привода, а горизонтальное перемещение и позиционирование на рабочий стол - вручную. Таким образом, манипулятор позволяет оперировать массивными деталями одному человеку.Devices are known to facilitate loading the worktable with blanks. Such devices are a manipulator installed near the machine. The vertical movement of the load is carried out using an electric drive, and the horizontal movement and positioning on the work table is done manually. Thus, the manipulator allows one person to handle massive parts.

Известно устройство типа "рука" для передачи изделий (см., патент RU №2224639 МПК B25J 18/04, публикация от 2004.02.17), содержащее комбинированный механизм, выполненный в виде передаточного механизма с выходным звеном и исполнительного механизма с ведущим и выходными звеньями, последние из которых снабжены губками для захвата изделий, и привод. Ведущее звено исполнительного механизма жестко сопряжено с выходным звеном передаточного механизма, при этом центры качания обоих звеньев совмещены.A known device of the "hand" type for transferring products (see, patent RU No. 2224639 IPC B25J 18/04, publication dated 2004.02.17), containing a combined mechanism made in the form of a transmission mechanism with an output link and an actuator with a leading and output links , the latter of which are equipped with jaws for gripping products, and a drive. The driving link of the actuator is rigidly coupled with the output link of the transmission mechanism, while the swing centers of both links are aligned.

Известен манипулятор подачи заготовок на токарном станке с ЧПУ (см., патент RU №71290 МПК B25J 9/00, B25J 9/14, публикация от 2008.03.10), содержащий основание, механическую руку, установленную на основании с возможностью горизонтального и вертикального перемещения, при этом механическая рука включает два пневмоцилиндра - вертикальный и горизонтальный, соединенных между собой ортогонально, и пневмозахват, выполненный в виде двух скоб с цилиндрическими внутренними поверхностями с пневмоцилиндром для зажима и разжима двух скоб и размещенный на конце горизонтального пневмоцилиндра.Known manipulator for feeding workpieces on a CNC lathe (see, patent RU No. 71290 IPC B25J 9/00, B25J 9/14, publication dated 03/08/2010), containing a base, a mechanical arm mounted on the base with the possibility of horizontal and vertical movement , while the mechanical arm includes two pneumatic cylinders - vertical and horizontal, connected to each other orthogonally, and a pneumatic gripper made in the form of two brackets with cylindrical inner surfaces with a pneumatic cylinder for clamping and unclamping two brackets and placed at the end of the horizontal pneumatic cylinder.

Наиболее близким аналогом полезной модели является манипулятор (см., https://www.erowa.com/en/solutions/erowa-lift-23583?), содержащий механизм вертикального и ручного горизонтального позиционирования свыше 180° градусов складного кронштейна с быстроразъемными захватами, предназначенными для установки заготовок на станке, а также снабжен двуручным блоком управления, при этом вертикальное перемещение складного кронштейна размещено в стойке, нижний конец которой соответственно жестко закреплен на неподвижном основании около станка, а на верхнем конце установлен гидроцилиндр, связанный с механизмом вертикального перемещения складного кронштейна.The closest analogue of the utility model is a manipulator (see, https://www.erowa.com/en/solutions/erowa-lift-23583?), Containing a mechanism for vertical and manual horizontal positioning over 180 ° degrees of a folding arm with quick-release grips, designed for the installation of workpieces on the machine, and is also equipped with a two-hand control unit, while the vertical movement of the folding arm is placed in a rack, the lower end of which is respectively rigidly fixed on a fixed base near the machine, and at the upper end there is a hydraulic cylinder associated with the mechanism for vertical movement of the folding arm ...

Недостатком известного устройства является то, что для организации полноценного технологического процесса на участке механообработки требуется установка такого манипулятора возле каждого станка, а также наличие транспортной системы для перемещения деталей между станками или складом.The disadvantage of the known device is that the organization of a full-fledged technological process at the machining site requires the installation of such a manipulator near each machine, as well as the presence of a transport system for moving parts between machines or a warehouse.

Целью полезной модели является объединение в одном устройстве нескольких функций:The purpose of the utility model is to combine several functions in one device:

- снятие груза (заготовки, палеты или приспособления) со стеллажа или иного места временного хранения;- removal of cargo (blanks, pallets or devices) from a rack or other place of temporary storage;

- доставка к месту обработки (станку);- delivery to the place of processing (machine tool);

- установка на рабочий стол станка;- installation on the working table of the machine;

- снятие готовой детали (или палеты) со станка после обработки и ее перемещение на следующий станок или к месту хранения;- removal of the finished part (or pallet) from the machine after processing and its transfer to the next machine or to the storage place;

Техническим результатом предлагаемого решения является повышение производительности вспомогательных операций.The technical result of the proposed solution is to increase the productivity of auxiliary operations.

Технический результат достигается тем, что складной кронштейн с механизмами вертикального и горизонтального перемещения, оснащенный быстроразъемными захватами, предназначенными для захвата заготовок, устанавливается на электрифицированную подвижную тележку. При этом, передвижение манипулятора по раме в вертикальном направлении обеспечивается электрифицированным механизмом, а горизонтальное позиционирование производится вручную. Кронштейн манипулятора может поворачиваться относительно рамы на угол более 180 градусов, что позволяет подводить тележку к станку или стеллажу любым боком. Электрифицированная тележка также имеет ручное управление, обеспечивающее передний и задний ход, маневрирование.The technical result is achieved by the fact that a folding arm with vertical and horizontal movement mechanisms, equipped with quick-release grippers designed to grip workpieces, is installed on an electrified mobile trolley. At the same time, the movement of the manipulator along the frame in the vertical direction is provided by an electrified mechanism, and the horizontal positioning is done manually. The arm of the manipulator can be rotated relative to the frame at an angle of more than 180 degrees, which allows the trolley to be brought to the machine or rack from any side. The electrified bogie also has manual control, providing forward and reverse travel, maneuvering.

Сущностью решения является то, что комбинированное устройство, совмещающее в себе функции манипулятора и транспортной тележки, позволяет точно и без значительных усилий установить и снять заготовку с рабочего стола станка, и переместить заготовку или деталь на другой станок либо на склад.The essence of the solution is that a combined device that combines the functions of a manipulator and a transport trolley allows you to accurately and effortlessly install and remove the workpiece from the machine table, and move the workpiece or part to another machine or to a warehouse.

При этом, вследствие ручного управления манипулятором и тележкой, устройство не требует какого-либо программирования или дополнительной оснастки, а также допускает обслуживание нескольких станков.At the same time, due to manual control of the manipulator and the trolley, the device does not require any programming or additional equipment, and also allows the maintenance of several machines.

Конструкция быстроразъемного захвата определяется ответной частью, установленной на перемещаемом грузе, как простейший пример на чертеже фиг. 1. показан крюк поз.12, цепляемый за рым-болт.The design of the quick-release gripper is determined by the counterpart mounted on the load to be moved, as the simplest example in FIG. 1. shows the hook pos. 12, clinging to the eye bolt.

Техническое решение проиллюстрировано графическим материалом, где на чертежах фиг. 1, 2 приведено устройство реализации передвижного манипулятора.The technical solution is illustrated in the graphic material, where in the drawings: FIG. 1, 2 shows a device for the implementation of a mobile manipulator.

Состав передвижного манипулятора.The composition of the mobile manipulator.

1 рама;1 frame;

2 каретка;2 carriage;

3 складной кронштейн;3 folding bracket;

4 ручки управления манипулятором в горизонтальном направлении;4 handles to control the manipulator in the horizontal direction;

5 пульт управления манипулятором в вертикальном направлении;5 control panel for the manipulator in the vertical direction;

6 подвижная тележка;6 movable cart;

7 аккумулятор, электрический привод и электрифицированный механизм (не указаны на чертеже);7 battery, electric drive and electrified mechanism (not shown in the drawing);

8 ведущее колесо;8 driving wheel;

9 рукоятка управления тележкой;9 trolley control handle;

10 откидные опоры;10 folding supports;

11 грузовая площадка;11 cargo area;

12 захват;12 capture;

13 фиксатор;13 retainer;

Динамика работы передвижного манипулятора.The dynamics of the mobile manipulator.

На раме 1, установлены механизмы, обеспечивающие вертикальное и горизонтальное перемещение. По раме 1 перемещается каретка 2, на которой установлен складной кронштейн 3, обеспечивающий перемещение в любую точку сектора в пределах 180 градусов на расстоянии полностью вытянутого кронштейна. Кронштейн в горизонтальной плоскости перемещается вручную при помощи ручек 4, а каретка 2 перемещается по раме 1 в вертикальном направлении при помощи электрифицированного механизма. Кронштейн 3 оканчивается быстроразъемным захватом 12, крюком или иным приспособлением для захвата детали или палеты. Также, на конце кронштейна 3 установлены ручки 4 для его горизонтального перемещения и пульт 5, позволяющий управлять вертикальным перемещением. Для стопорения во время движения кронштейн оснащен фиксатором 13.On frame 1, mechanisms are installed that provide vertical and horizontal movement. A carriage 2 moves along frame 1, on which a folding bracket 3 is installed, which provides movement to any point in the sector within 180 degrees at a distance of a fully extended bracket. The bracket in the horizontal plane is moved manually using the handles 4, and the carriage 2 moves along the frame 1 in the vertical direction using an electrified mechanism. The bracket 3 ends with a quick-release gripper 12, a hook or other device for gripping a part or a pallet. Also, at the end of the bracket 3, there are handles 4 for its horizontal movement and a remote control 5 that allows you to control the vertical movement. For locking during movement, the bracket is equipped with a lock 13.

Зона перемещения детали, расположение манипулятора, оператора и станка схематически показана на чертеже фиг. 2.The area of movement of the part, the location of the manipulator, operator and machine is shown schematically in FIG. 2.

Рама 1 с механизмами перемещения установлена на подвижную тележку 6, на которой расположен аккумулятор и электрический привод 7, обеспечивающий вращение ведущего колеса 8. Поворот тележки 6 во время движения производится при помощи рукоятки 9, оснащенной регулятором скорости и переключателем направления движения. Для обеспечения боковой устойчивости тележка оснащена откидными опорами 10.Frame 1 with movement mechanisms is installed on a mobile trolley 6, on which there is a battery and an electric drive 7, which provides rotation of the drive wheel 8. The trolley 6 is rotated during movement using a handle 9 equipped with a speed regulator and a directional switch. To ensure lateral stability, the cart is equipped with hinged supports 10.

Выполнение работ с помощью передвижного манипулятора производится следующим образом. Сначала заготовка или палета забирается со склада и устанавливается на грузовую площадку 11, размещенную в нижней части тележки 6. Затем, оператор подводит тележку к станку и располагает ее так, как показано на фиг. 2. Далее оператор захватывает заготовку и переносит ее с грузовой площадки 11 на рабочий стол станка. При выполнении операций загрузки детали возле станка или на складе выдвигается боковая опора 10.Performing work using a mobile manipulator is as follows. First, the workpiece or pallet is taken from the warehouse and placed on a loading platform 11 located at the bottom of the cart 6. Then, the operator brings the cart to the machine and positions it as shown in FIG. 2. Next, the operator grips the workpiece and transfers it from the loading platform 11 to the working table of the machine. When performing loading operations of a part near the machine or in a warehouse, the side support 10 is extended.

Таким образом, производится совмещение операции транспортировки и установки заготовки на станок одним механизмом.Thus, the operation of transporting and installing the workpiece on the machine is combined with one mechanism.

Кроме описанных выше составных частей манипулятора, в состав устройства могут входить и другие элементы, улучшающие его характеристики. Например, возможно оснащение датчиками веса, устройствами блокировок, расширенным набором захватных приспособлений, дополнительным подвижным столом для перекладывания деталей и др.In addition to the above-described components of the manipulator, the device may include other elements that improve its characteristics. For example, it is possible to equip with load cells, blocking devices, an extended set of gripping devices, an additional movable table for shifting parts, etc.

Технико-экономическим достоинством решения является упрощение процесса перемещения и загрузки деталей, а также избавление от необходимости оборудовать каждое рабочее место стационарным приспособлением. Один передвижной манипулятор позволяет обслуживать несколько станков. Особенно заметен эффект от его внедрения на участках со станками с ЧПУ, не требующими непосредственных действий от оператора в процессе обработки детали.The technical and economic advantage of the solution is to simplify the process of moving and loading parts, as well as eliminating the need to equip each workplace with a stationary device. One mobile manipulator allows several machines to be serviced. The effect of its introduction is especially noticeable in areas with CNC machines that do not require direct action from the operator during the processing of a part.

Claims

A mobile manipulator containing an electrified mobile trolley with a loading platform for placing the workpiece and a folding bracket mounted on the trolley, equipped with a quick-release grip for installing the workpiece on the machine and vertical and horizontal movement mechanisms, characterized in that the vertical movement mechanism is made in the form of a carriage with an electrified vertical mechanism positioning, which is installed in a frame fixed on a movable trolley, and the horizontal movement mechanism is made in the form of a handle for manual positioning mounted on the end of the said bracket, which is rigidly fixed to the carriage, while said trolley is equipped with folding supports and a handle made with the possibility of manual control of rotation, speed and direction of movement of the cart.