RU2228258C2

RU2228258C2 - Grip of industrial robot

Info

Publication number: RU2228258C2
Application number: RU2002119087/02A
Authority: RU
Inventors: Г.П. Барабанов; А.П. Расходчиков
Original assignee: Волгоградский государственный технический университет
Priority date: 2002-07-15
Filing date: 2002-07-15
Publication date: 2004-05-10

Abstract

FIELD: machine engineering, possibly holding, accurate mounting or assembling of parts at monitoring such operations. SUBSTANCE: grip includes body in the form of tube on working end of which changeable sleeve with nozzle is mounted. Said nozzle is connected through cavity of tube with monitoring unit and with compressed air source. Grip also includes inflatable elastic envelope secured to outer lateral surface of tube and connected through controllable throttle with compressed air source; controllable stop having position pickup and mounted on outer lateral surface of tube between elastic envelope and end of tube opposite relative to its working end. Inflatable elastic envelope is in the form of set of lengthwise pneumatic chambers arranged along perimeter of outer lateral surface of tube. Each pneumatic chamber has duct connecting it through valve unit with compressed air source. Supply output of valve unit is provided with controllable throttle. Cavity of tube is connected with pneumatic distributor whose working outlet is connected with pneumoelectric converter and whose atmospheric inlet is connected with monitoring unit. Control inlets of valve units, pneumatic distributor and outlets of monitoring unit, position pickup, pneumoelectric converter are connected with control unit. EFFECT: improved design of grip allowing to provide additional freedom degree and reliable holding of part, increased effectiveness of grip. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для удержания, а также точной установки или сборки деталей с контролем выполнения этих операций.The invention relates to mechanical engineering and can be used to hold, as well as the exact installation or assembly of parts with control over the implementation of these operations.

Известен захват промышленного робота, содержащий корпус, на наружной боковой поверхности которого закреплена надувная эластичная оболочка, соединенная с источником сжатого воздуха (Авт. свид. СССР № 831610, кл. В 25 J 15/12, 1981).Known capture industrial robot containing a housing on the outer side surface of which is fixed an inflatable elastic shell connected to a source of compressed air (Auth. St. USSR No. 831610, class B 25 J 15/12, 1981).

Недостатком указанного захвата являются невысокая надежность удержания деталей одной надувной оболочкой, а также его низкие функциональные возможности.The disadvantage of this capture is the low reliability of the retention of parts by one inflatable shell, as well as its low functionality.

Известен захват промышленного робота (Авт. свид. СССР № 1465308, кл. В 25 J 15/00, 15/12, 1989), содержащий корпус в виде трубки с полостью, соединяющей калиброванное сопло на рабочем торце трубки через регулируемый дроссель с источником сжатого воздуха, на наружной боковой поверхности трубки закреплена надувная эластичная оболочка, соединенная с ее полостью, которая связана с контрольным блоком.The capture of an industrial robot is known (Auth. St. USSR No. 1465308, class B 25 J 15/00, 15/12, 1989), comprising a body in the form of a tube with a cavity connecting a calibrated nozzle at the working end of the tube through an adjustable throttle to a compressed source air, on the outer side surface of the tube is fixed an inflatable elastic shell connected to its cavity, which is connected with the control unit.

Недостатками данного захвата являются низкая надежность удержания детали одной надувной оболочкой, совмещение давления, которым удерживается деталь, с контрольным давлением для размерной сортировки деталей, а также ограниченность функциональных возможностей захвата.The disadvantages of this capture are the low reliability of holding the part with one inflatable shell, the combination of the pressure that holds the part with the control pressure for dimensional sorting of the parts, as well as the limited functionality of the capture.

Наиболее близким техническим решением является захват промышленного робота (Патент РФ № 2141396, кл. В 25 J 15/12, 1998), содержащий корпус в виде трубки, на рабочем торце которой закреплена сменная втулка с соплом, соединенным полостью трубки с контрольным блоком и источником сжатого воздуха, надувную эластичную оболочку, закрепленную на наружной боковой поверхности трубки и соединенную через регулируемый дроссель с источником сжатого воздуха, регулируемый упор с датчиком положения, установленный на наружной боковой поверхности трубки между эластичной оболочкой и ее торцем, противоположным рабочему.The closest technical solution is to capture an industrial robot (RF Patent No. 2141396, class B 25 J 15/12, 1998), comprising a tube-shaped housing, on the working end of which is attached a replaceable sleeve with a nozzle connected by a tube cavity to the control unit and the source compressed air, an inflatable elastic shell fixed on the outer side surface of the tube and connected through an adjustable throttle to a source of compressed air, an adjustable stop with a position sensor mounted on the outer side surface of the tube between mastic shell and its end, opposite to the worker.

Здесь повышается надежность удержания и контроля деталей по диаметру отверстия, а также расширяются технологические возможности за счет отделения измерительного канала от пневматической линии питания эластичной оболочки, возможности подбора калиброванного сопла, а также контроля положения детали в захвате. Однако такая конструкция захвата не обеспечивает возможность целенаправленного перемещения удерживаемой детали перпендикулярно оси трубки, так как контактное давление, действующее на деталь со стороны надувной оболочки, обеспечивает только ее осесимметричное удержание. Функциональные возможности захвата ограничиваются только удержанием, контролем и сортировкой деталей, что не гарантирует надежную установку детали, например, в ячейки технологического приспособления при сортировке или сопряжение с внутренней ответной поверхностью другой неподвижно закрепленной детали при сборке. Кроме того, выполнение сопла в торце трубки постоянно открытым приводит к повышенному расходу сжатого воздуха, что делает захват неэкономичным.Here, the reliability of holding and controlling parts along the diameter of the hole is increased, and technological capabilities are expanded by separating the measuring channel from the pneumatic supply line of the elastic shell, the possibility of selecting a calibrated nozzle, and also controlling the position of the part in the grip. However, this gripping design does not allow the targeted movement of the held part perpendicular to the tube axis, since the contact pressure acting on the part from the side of the inflatable shell provides only its axisymmetric retention. Capture functionality is limited only by the retention, control and sorting of parts, which does not guarantee reliable installation of the part, for example, in the cells of the technological device during sorting or interfacing with another fixed surface during assembly when assembling. In addition, the implementation of the nozzle at the end of the tube is constantly open leads to increased consumption of compressed air, which makes the capture uneconomical.

Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей за счет придания детали дополнительной степени подвижности в виде ее перемещения в захвате в направлениях, перпендикулярных оси трубки, а также возможности создавать осевое сборочное усилие в момент сопряжения с другой деталью или при установке детали в ячейку накопителя при сортировке; в повышении надежности удержания за счет набора пневматических камер с раздельным питанием сжатым воздухом; в повышении экономичности за счет сокращения расхода сжатого воздуха через калиброванное сопло с запорным элементом.The technical result of the invention is to expand the functionality by giving the part an additional degree of mobility in the form of its movement in the grip in directions perpendicular to the axis of the tube, as well as the ability to create an axial assembly force at the moment of pairing with another part or when installing the part in the storage cell when sorting ; to increase the reliability of retention due to a set of pneumatic chambers with separate supply of compressed air; in increasing efficiency by reducing the consumption of compressed air through a calibrated nozzle with a locking element.

Указанный технический результат достигается тем, что в захвате промышленного робота, содержащем корпус в виде трубки, на рабочем торце которой закреплена сменная втулка с соплом, соединенным полостью трубки с контрольным блоком и источником сжатого воздуха, надувную эластичную оболочку, закрепленную на наружной боковой поверхности трубки и соединенную через регулируемый дроссель с источником сжатого воздуха, регулируемый упор с датчиком положения, установленный на наружной боковой поверхности трубки между эластичной оболочкой и ее торцем, противоположным рабочему, согласно изобретению, надувная эластичная оболочка выполнена в виде набора продольных пневматических камер, расположенных по периметру наружной боковой поверхности трубки, причем каждая пневматическая камера снабжена каналом, посредством которого через клапанный элемент она подсоединена к источнику сжатого воздуха, при этом питающий выход клапанного элемента снабжен регулируемым дросселем, причем регулируемый упор выполнен в виде фланца, установленного на наружной боковой поверхности трубки между пневматическими камерами и ее торцем, противоположным рабочему, с возможностью регулируемого перемещения и подпружиненной нажимной шайбы, расположенной соосно трубке между фланцем и пневматическими камерами, с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с фланцем, при этом нажимная шайба скреплена с набором направляющих штоков, установленных во фланце с возможностью осевого перемещения, датчик положения закреплен на фланце с возможностью взаимодействия с нажимной шайбой, полость трубки соединена с пневмораспределителем, к рабочему выходу которого подключен пневмоэлектропреобразователь, а к атмосферному входу - контрольный блок, при этом управляющие входы клапанных элементов, пневмораспределителя, а также выходы блока контроля, датчика положения, пневмоэлектропреобразователя подключены к блоку управления.The specified technical result is achieved by the fact that in the grip of an industrial robot containing a body in the form of a tube, on the working end of which is attached a replaceable sleeve with a nozzle connected by the tube cavity to the control unit and a source of compressed air, an inflatable elastic shell fixed to the outer side surface of the tube and connected via an adjustable throttle to a source of compressed air, an adjustable stop with a position sensor mounted on the outer side surface of the tube between the elastic sheath and its The opposite side of the worker, according to the invention, the inflatable elastic shell is made in the form of a set of longitudinal pneumatic chambers located around the perimeter of the outer side surface of the tube, each pneumatic chamber is provided with a channel through which through the valve element it is connected to a source of compressed air, while the supply outlet the valve element is equipped with an adjustable throttle, and the adjustable stop is made in the form of a flange mounted on the outer side surface of the tube between non-pneumatic chambers and its opposite end to the worker, with the possibility of adjustable movement and a spring-loaded pressure washer located coaxially between the flange and the pneumatic chambers, with the possibility of axial movement and interaction with the flange, while the pressure washer is fastened with a set of guide rods installed in the flange with the possibility of axial movement, the position sensor is mounted on the flange with the possibility of interaction with the pressure washer, the tube cavity is connected to the pneumatic distributor, to the slave the output of which the pneumatic electric converter is connected, and the control unit is connected to the atmospheric input, while the control inputs of the valve elements, the pneumatic distributor, as well as the outputs of the control unit, position sensor, and the pneumatic electric converter are connected to the control unit.

Причем сопло сменной втулки снабжено подпружиненным запорным элементом, выполненным с возможностью осевого перемещения.Moreover, the nozzle of the replaceable sleeve is equipped with a spring-loaded locking element made with the possibility of axial movement.

Отличиями заявляемого захвата промышленного робота является его конструктивное исполнение, при котором надувная эластичная оболочка выполнена на наружной боковой поверхности трубки в виде набора продольных пневматических камер, каждая из которых посредством канала подсоединена через клапанный элемент к источнику сжатого воздуха. Это обеспечивает независимую раздельную подачу сжатого воздуха от источника к пневматическим камерам, что повышает надежность захвата. Установка на питающем выходе каждого клапанного элемента регулируемого дросселя, при этом управляющие входы клапанных элементов подключены к блоку управления, позволяет задавать необходимую скорость заполнения продольных пневматических камер, а также управлять порядком их заполнения и опорожнения, тем самым создавать направленные усилия, посредством которых осуществляется перемещение детали в направлениях, перпендикулярных оси трубки. Таким образом обеспечивается дополнительная степень подвижности детали, а это существенно расширяет функциональные возможности захвата, например, при сборке, когда необходимо осуществлять удерживаемой в захвате деталью сканирующее движение для поиска отверстия в детали, установленной на сборочной позиции.The differences of the claimed capture of an industrial robot is its design, in which the inflatable elastic shell is made on the outer side surface of the tube in the form of a set of longitudinal pneumatic chambers, each of which is connected through a valve element to a source of compressed air through a channel. This provides an independent separate supply of compressed air from the source to the pneumatic chambers, which increases the reliability of capture. The installation of an adjustable throttle on the supply output of each valve element, while the control inputs of the valve elements are connected to the control unit, allows you to set the required filling speed of the longitudinal pneumatic chambers, as well as control the order of their filling and emptying, thereby creating directed forces by which the part is moved in directions perpendicular to the axis of the tube. This provides an additional degree of mobility of the part, and this significantly expands the gripping functionality, for example, during assembly, when it is necessary to carry out a scanning motion held in the gripper by the part to search for holes in the part mounted at the assembly position.

Выполнение регулируемого упора в виде фланца с возможностью его перемещения и подпружиненной нажимной шайбы, расположенной соосно трубке и скрепленной с набором направляющих штоков, установленных во фланце с возможностью осевого перемещения, позволяет оказывать осевое давление на торец детали, обеспечивая тем самым сборочное усилие. Кроме того, нажимная шайба устраняет возможность перекоса удерживаемой в захвате детали, например, когда ее торец находится над краем отверстия установленной детали, с которой происходит соединение, что позволяет повысить надежность сборки или загрузки детали в ячейки накопителя.The implementation of an adjustable stop in the form of a flange with the possibility of its movement and a spring-loaded pressure washer located coaxially to the tube and fastened to a set of guide rods mounted in the flange with the possibility of axial movement allows axial pressure to be applied to the end face of the part, thereby providing assembly force. In addition, the pressure washer eliminates the possibility of skewing of the part held in the grip, for example, when its end is above the edge of the hole of the installed part with which it is connected, which improves the reliability of assembly or loading of the part into the drive cells.

Снабжение регулируемого упора датчиком положения, закрепленным на фланце с возможностью взаимодействия с нажимной шайбой, позволяет определить начало вхождения детали в сопрягаемое отверстие, т.е. контролировать процесс ориентирования деталей, что повышает надежность функционирования захвата.Providing the adjustable stop with a position sensor mounted on the flange with the possibility of interaction with the pressure washer, allows you to determine the start of the part entering the mating hole, i.e. control the process of orienting parts, which increases the reliability of the operation of the capture.

Выполнение полости трубки, соединенной с пневмораспределителем, к рабочему выходу которого подключен пневмоэлектропреобразователь, а к атмосферному входу - контрольный блок, при этом управляющий вход пневмораспределителя и выходы блока контроля, пневмоэлектропреобразователя подключены к блоку управления, позволяет использовать трубку со сменным соплом, подключенную к блоку контроля, как входной преобразователь для размерного контроля и сортировки, а при подключении к пневмоэлектропреобразователю - как датчик положения или наличия детали в захвате, что расширяет функциональные возможности захвата.The implementation of the tube cavity connected to the pneumatic distributor, the pneumatic electrical converter is connected to the working output, and the control unit is connected to the atmospheric input, while the pneumatic distributor's control input and the outputs of the control unit, the pneumatic electrical converter are connected to the control unit, allows you to use the tube with a replaceable nozzle connected to the control unit as an input transducer for dimensional control and sorting, and when connected to a pneumatic electroconverter - as a position or presence sensor Details in the capture that extends the functionality of capture.

Выполнение сопла сменной втулки, при котором оно снабжено подпружиненным запорным элементом, выполненным с возможностью осевого перемещения, позволяет осуществлять истечение воздуха из сопла, только когда осуществляется контроль положения захвата, например когда запорный элемент начнет контактировать с какой-либо поверхностью.The implementation of the nozzle of the replaceable sleeve, in which it is equipped with a spring-loaded locking element made with the possibility of axial movement, allows air to flow out of the nozzle only when the grip position is controlled, for example, when the locking element starts to come into contact with any surface.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усмотренному заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the features of the claimed invention, and the definition from the list identified analogues of the prototype, as the closest in the totality of the features of the analogue, allowed to identify the set of essential in relation to the discretion of the applicant m technical result in the distinguishing features of the claimed subject set out in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.Therefore, the claimed invention meets the requirement of "novelty" under applicable law.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники.To verify the conformity of the claimed invention to the requirements of the inventive step, the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed invention, the results of which show that the claimed invention does not explicitly follow the prior art.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень".Therefore, the claimed invention meets the requirement of "inventive step".

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами конструкции захвата промышленного робота.The essence of the invention is illustrated by the drawings of the capture design of an industrial robot.

На фиг.1 изображена конструкция захвата в разрезе, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.1 и схема подключения элементов захвата к блоку управления; на фиг.4 - сопло сменной втулки с запорным элементом.Figure 1 shows the design of the capture in the context, General view; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 - view B in figure 1 and the connection diagram of the gripping elements to the control unit; figure 4 - nozzle of a removable sleeve with a locking element.

Захват промышленного робота (фиг.1 и 2) содержит корпус, выполненный в виде трубки 1 с внутренней полостью 2 и надувную эластичную оболочку, выполненную в виде набора (например, из четырех камер В, Г, Д, Е) продольных пневматических камер 3, расположенных по периметру наружной боковой поверхности трубки 1 и закрепленных, например, клеем, причем каждая из них снабжена каналом 4, выполненным в трубке 1. Такое расположение пневматических камер 3 обеспечивает надежный зажим детали 5, а также возможность осуществлять ее перемещения в направлениях, перпендикулярных оси трубки 1. На наружной боковой поверхности трубки 1 установлен фланец 6, расположенный между пневматическими камерами 3 и ее торцем, противоположным рабочему, с возможностью регулируемого перемещения, например, посредством резьбового соединения. Между фланцем 6 и пневматическими камерами 3 соосно трубке 1 расположены нажимная шайба 7, набор пружин 8 сжатия и набор направляющих штоков 9, которые обеспечивают ее осевое перемещение относительно фланца 6. Направляющие штоки 9, скрепленные с нажимной шайбой 7 и установленные во фланце 6 с возможностью осевого перемещения, позволяют избегать перекоса нажимной шайбы 7 относительно трубки 1, а следовательно, предотвращать перекос детали 5 относительно оси отверстия 10 детали 11, в которое она устанавливается при сборке. Фланец 6, нажимная шайба 7, пружины 8 и направляющие штоки 9 образуют регулируемый упор 12, изменение положения которого посредством резьбового соединения позволяет настраивать захват на требуемый размер детали 5, а также регулировать усилие, оказываемое им на торец детали 5 за счет изменения деформации пружин 8.The capture of an industrial robot (Figs. 1 and 2) comprises a housing made in the form of a tube 1 with an internal cavity 2 and an inflatable elastic shell made in the form of a set (for example, of four chambers B, D, D, E) of longitudinal pneumatic chambers 3, located around the perimeter of the outer side surface of the tube 1 and secured, for example, with glue, each of which is provided with a channel 4 made in the tube 1. This arrangement of the pneumatic chambers 3 provides a reliable clamping of the part 5, as well as the possibility of moving it in the directions perp ndikulyarnyh axis of the tube 1. On the outer lateral surface of the tube 1 is mounted flange 6 located between the pneumatic chamber 3 and its end opposite to the working, with the possibility of controlled movement, for example, by a threaded connection. Between the flange 6 and the pneumatic chambers 3, a pressure washer 7, a set of compression springs 8 and a set of guide rods 9 are arranged coaxially to the tube 1, which provide its axial movement relative to the flange 6. The guide rods 9, fastened to the pressure washer 7 and installed in the flange 6 with the possibility axial movement, to avoid distortion of the pressure plate 7 relative to the tube 1, and therefore, to prevent distortion of the part 5 relative to the axis of the hole 10 of the part 11, in which it is installed during assembly. The flange 6, the pressure plate 7, the springs 8 and the guide rods 9 form an adjustable stop 12, the change of position of which by means of a threaded connection allows you to adjust the grip to the required size of the part 5, as well as adjust the force exerted by it on the end of the part 5 by changing the deformation of the springs 8 .

Регулируемый упор 12 снабжен датчиком 13 положения (например, индуктивным), соленоид 14 которого закреплен на фланце 6, при этом в нем установлен сердечник 15 с возможностью взаимодействия с нажимной шайбой 7. Датчик 13 положения подключен к блоку 16 управления и позволяет управлять работой захвата на основе информации о величине зазора Δ между фланцем 6 и нажимной шайбой 7 (фиг.1 и 3).The adjustable stop 12 is equipped with a position sensor 13 (for example, inductive), the solenoid 14 of which is mounted on the flange 6, while the core 15 is installed in it with the possibility of interaction with the pressure washer 7. The position sensor 13 is connected to the control unit 16 and allows you to control the operation of the capture on based on the information about the gap Δ between the flange 6 and the thrust washer 7 (figures 1 and 3).

Каждая пневматическая камера 3 посредством канала 4 через соответствующий нормально закрытый клапанный элемент 17 и регулируемый дроссель 18 подсоединена к источнику сжатого воздуха (не показан). В нерабочем состоянии камеры 3 связаны с атмосферой. (В качестве клапанных элементов может быть использован пневмораспределитель типа П-ЭПК, приведенный в кн. Пневматические устройства и системы в машиностроении: Справочник. / Е.В. Герц, А.И. Кудрявцев, О.В. Ложкин и др. Под общ. ред. Е.В. Герц - М.: Машиностроение, 1981. - с.95, рис.4.22). Регулируемый дроссель 18 обеспечивает необходимую скорость заполнения соответствующей пневматической камеры 3, что обеспечивает плавное нарастание давления в ней.Each pneumatic chamber 3 is connected through a channel 4 through a corresponding normally closed valve element 17 and an adjustable throttle 18 to a source of compressed air (not shown). When inoperative, chambers 3 are associated with the atmosphere. (As a valve element, a P-EPK type pneumatic distributor can be used, listed in the book. Pneumatic devices and systems in mechanical engineering: Reference book / E.V. Gerts, A.I. Kudryavtsev, O.V. Lozhkin, etc. Under the general Edited by E.V. Herts - M .: Mechanical Engineering, 1981. - p. 95, Fig. 4.22). Adjustable throttle 18 provides the necessary filling speed of the corresponding pneumatic chamber 3, which ensures a smooth increase in pressure in it.

На рабочем торце трубки 1 (фиг.1) установлена сменная втулка 19, которая крепится, например, посредством резьбового соединения. В сменной втулке 19 выполнено сопло 20, которое через полость 2 и регулируемый дроссель 21 (фиг.3) соединено с источником сжатого воздуха (не показан), а через рабочий выход 22 пневмораспределителя 23 - с пневмоэлектропреобразователем 24. (Пневмораспределитель может быть типа В63-1, приведенный в выше упомянутой книге на с.102, рис.4.31. Пневмоэлектропреобразователь может быть типа П-ПЭ-С, приведенный в этой же книге на с.77, рис.3.18). Регулируемый дроссель 21 обеспечивает рабочее давление сжатого воздуха в полости 2. При этом контрольный блок 25 (выполненный, например, в виде пневмоэлектроконтактного сильфонного датчика) подсоединен к атмосферному входу 26 пневмораспределителя 23. Пневмораспределитель 23 позволяет по сигналу от блока 16 управления избирательно подключать полость 2 и сопло 20 либо к контрольному блоку 25, либо к пневмоэлектропреобразователю 24, что позволяет в первом случае использовать их как входной преобразователь для размерного контроля и сортировки, а во втором случае - как датчик положения захвата. Управляющие входы 27 и 28 соответственно клапанных элементов 17 и пневмораспределителя 23, а также выходы 29 и 30 соответственно пневмоэлектропреобразователя 24 и контрольного блока 25 подключены к блоку 16 управления, что позволяет оперативно управлять работой всего захвата.At the working end of the tube 1 (Fig. 1), a replaceable sleeve 19 is mounted, which is fastened, for example, by means of a threaded connection. In the replaceable sleeve 19, a nozzle 20 is made, which is connected through a cavity 2 and an adjustable throttle 21 (Fig. 3) to a compressed air source (not shown), and through a working outlet 22 of the air distributor 23 to the air-electric converter 24. (The air distributor can be of type B63- 1, cited in the aforementioned book on p.102, Fig.4.31. The pneumoelectric converter can be of the type P-PE-S, given in the same book on p.77, Fig.3.18). An adjustable throttle 21 provides a working pressure of compressed air in the cavity 2. At the same time, the control unit 25 (made, for example, in the form of a pneumatic-contact bellows sensor) is connected to the atmospheric input 26 of the air distributor 23. The air distributor 23 allows the cavity 2 to be selectively connected by the signal from the control unit 16 and the nozzle 20 is either to the control unit 25, or to the pneumatic electroconverter 24, which allows in the first case to use them as an input transducer for dimensional control and sorting, and in the second case - as a capture position sensor. The control inputs 27 and 28, respectively, of the valve elements 17 and the air distributor 23, as well as the outputs 29 and 30, respectively, of the pneumoelectric transducer 24 and the control unit 25 are connected to the control unit 16, which allows you to quickly control the operation of the entire capture.

Сопло 20 сменной втулки 19 (фиг.4) может быть снабжено запорным элементом 31 с пружиной 32, выполненным с возможностью осевого перемещения. Благодаря этому истечение сжатого воздуха из сопла 20 происходит только при контактировании запорного элемента 31 с какой-либо поверхностью, т.е. когда осуществляется контроль положения захвата.The nozzle 20 of the replaceable sleeve 19 (Fig. 4) may be provided with a locking element 31 with a spring 32 made with the possibility of axial movement. Due to this, the outflow of compressed air from the nozzle 20 occurs only when the locking element 31 is in contact with any surface, i.e. when the capture position is monitored.

Захват промышленного робота работает следующим образом (фиг.1, 2 и 3).The capture of an industrial robot works as follows (figures 1, 2 and 3).

Предварительно регулируемый упор 12 настраивается таким образом, чтобы при захвате детали 5 устанавливался зазор Δ между фланцем 6 и нажимной шайбой 7, а датчик 13 положения выдавал соответствующий сигнал в блок 16 управления. Настройка осуществляется перемещением фланца 6 по боковой поверхности трубки 1 посредством резьбового соединения.The pre-adjustable stop 12 is adjusted so that when gripping the part 5, a gap Δ is established between the flange 6 and the pressure washer 7, and the position sensor 13 generates a corresponding signal to the control unit 16. The adjustment is carried out by moving the flange 6 along the side surface of the tube 1 by means of a threaded connection.

Настроенный захват, соединенный с рукой робота посредством державки (не показано), вводится в полость детали 5, которая находится на загрузочной позиции. Нажимная шайба 7, взаимодействуя с деталью 5, будет смещаться в сторону фланца 6, одновременно сердечник 15 вводится в соленоид 14 до тех пор, пока не сработает датчик 13 положения и не выдаст сигнал в блок 16 управления, что будет соответствовать зазору Δ и требуемому положению трубки 1 относительно детали 5. При этом блок 16 управления выдаст сигнал на управляющие входы 27 всех клапанных элементов 17, и они подключат каждую пневматическую камеру 3 через соответствующий канал 4 и регулируемый дроссель 18 к источнику сжатого воздуха (не показан). При достижении рабочего давления в пневматических камерах 3 обеспечивается надежный захват и удержание детали 5, необходимые для ее доставки на позицию сборки. Здесь захват устанавливается таким образом, чтобы торец детали 5 соприкасался с торцем собираемой детали 11, после чего блок 16 управления переключит клапанные элементы 17 и соединит пневматические камеры 3 через каналы 4 с атмосферой. После этого деталь 5 будет зафиксирована только нажимной шайбой 7. Далее возможны два случая: несоосность деталей 5 и 11 незначительна и не препятствует сборке; величина несоосности деталей 5 и 11 для осуществления сборки требует их дополнительного ориентирования.The configured grip connected to the robot arm by means of a holder (not shown) is inserted into the cavity of the part 5, which is located at the loading position. The pressure washer 7, interacting with the part 5, will be displaced towards the flange 6, at the same time the core 15 is inserted into the solenoid 14 until the position sensor 13 is triggered and gives a signal to the control unit 16, which will correspond to the gap Δ and the required position the tube 1 relative to the part 5. In this case, the control unit 16 will provide a signal to the control inputs 27 of all valve elements 17, and they will connect each pneumatic chamber 3 through a corresponding channel 4 and an adjustable throttle 18 to a source of compressed air (not shown). Upon reaching the working pressure in the pneumatic chambers 3 provides a reliable grip and retention of the part 5, necessary for its delivery to the assembly position. Here, the grip is set so that the end of the part 5 is in contact with the end of the assembled part 11, after which the control unit 16 will switch the valve elements 17 and connect the pneumatic chambers 3 through channels 4 to the atmosphere. After that, part 5 will only be fixed with a pressure washer 7. Two further cases are possible: misalignment of parts 5 and 11 is insignificant and does not prevent assembly; misalignment of parts 5 and 11 for assembly requires their additional orientation.

В первом случае под действием сборочного усилия, создаваемого набором пружин 8, нажимная шайба 7 переместит деталь 5 в отверстие 10 детали 11, что одновременно вызовет выведение сердечника 15 из соленоида 14 и прекращение подачи сигнала от датчика 13 положения регулируемого упора 12. Если для сопряжения деталей 5 и 11 необходимо небольшое перемещение, то оно обеспечивается за счет хода нажимной шайбы 7. Если же для сборки требуется значительное по величине перемещение детали 5 в отверстии 10 детали 11, то оно обеспечивается совместным ходом нажимной шайбы 7 и трубки 1. Конечное положение трубки 1 контролирует датчик положения захвата в виде сопла 20 и полости 2, подключенных через регулируемый дроссель 21 к источнику сжатого воздуха (не показан), а через рабочий выход 22 пневмораспределителя 23 - к пневмоэлектропреобразователю 24, который сработает при перекрытии сопла 20, и его выход 29 выдаст соответствующий сигнал в блок 16 управления на останов перемещения трубки 1.In the first case, under the action of the assembly force created by the set of springs 8, the thrust washer 7 will move the part 5 into the hole 10 of the part 11, which at the same time will cause the core 15 to be removed from the solenoid 14 and the signal from the sensor 13 of the position of the adjustable stop 12. to be interrupted. 5 and 11, a small movement is necessary, then it is provided due to the stroke of the pressure washer 7. If, however, assembly requires a significant movement of the part 5 in the hole 10 of the part 11, then it is provided by the joint movement of the pressure w aybs 7 and tubes 1. The final position of the tube 1 is controlled by the capture position sensor in the form of a nozzle 20 and a cavity 2 connected through an adjustable throttle 21 to a source of compressed air (not shown), and through the working output 22 of the air distributor 23 to the air electroconverter 24, which will work when the nozzle 20 is blocked, and its output 29 will give a corresponding signal to the control unit 16 to stop the movement of the tube 1.

Во втором случае, когда несоосность деталей 5 и 11 препятствует их сборке, нажимная шайба 7 не будет перемещаться и сигнал от датчика 13 положения регулируемого упора 12 не прекратится. Тогда через определенное время блок 16 управления начнет включать клапанные элементы 17 по заданному алгоритму управления. Это обеспечит такой порядок заполнения пневматических камер 3 сжатым воздухом, при котором деталь 5 начнет перемещаться в определенных направлениях, перпендикулярных оси трубки 1. Например, при наборе из четырех пневматических камер 3 (фиг.2) можно использовать следующий алгоритм управления: сжатым воздухом заполняется только пневматическая камера В, затем - только Д, далее - только Г и Д, затем - только В и Е, далее - только Е, затем - только Г, далее - только В и Г, затем - только Д и Е. При таком порядке заполнения пневматических камер 3 сжатым воздухом создаются усилия, которые перемещают деталь 5 в направлениях, перпендикулярных оси трубки 1. Причем эти направления с каждым переключением пневматических камер 3 по данному алгоритму изменяются на противоположное с последующим изменением направления усилия на 45°. Например, при заполненной только пневматической камере Е деталь 5 переместится в положение, показанное пунктиром (фиг.2). Перемещение детали 5 параллельно оси трубки 1 обеспечивается за счет исключения ее перекоса посредством постоянного усилия, создаваемого нажимной шайбой 7, которая может перемещаться только по направляющим штокам 9. Такой процесс автопоиска деталью 5 отверстия 10 детали 11 будет продолжаться до тех пор, пока их несоосность не будет препятствовать сборке. Далее захват будет работать так, как описано в первом случае.In the second case, when the misalignment of parts 5 and 11 prevents their assembly, the pressure washer 7 will not move and the signal from the sensor 13 of the position of the adjustable stop 12 will not stop. Then, after a certain time, the control unit 16 will begin to turn on the valve elements 17 according to a predetermined control algorithm. This will provide such an order of filling the pneumatic chambers 3 with compressed air, in which the part 5 will begin to move in certain directions perpendicular to the axis of the tube 1. For example, with a set of four pneumatic chambers 3 (FIG. 2), the following control algorithm can be used: only pneumatic chamber B, then only D, then only G and D, then only B and E, then only E, then only G, then only B and D, then only D and E. In this order filling pneumatic chambers 3 with compressed air hamster created efforts part 5 is moved in directions perpendicular to the axis of the tube 1. Moreover, these areas each switching pneumatic chambers 3 according to the algorithm changed in the opposite direction with a subsequent change force by 45 °. For example, when only the pneumatic chamber E is filled, part 5 will move to the position shown by the dotted line (FIG. 2). The movement of the part 5 parallel to the axis of the tube 1 is ensured by eliminating its bias by means of a constant force created by the pressure washer 7, which can only move along the guide rods 9. This auto-search process by the part 5 of the hole 10 of the part 11 will continue until their misalignment will prevent assembly. Further, the capture will work as described in the first case.

Если захват необходимо использовать для размерного контроля и сортировки деталей, то сигналом от блока 16 управления на управляющий вход 28 пневмораспределителя 23 он переключится. При этом произойдет подсоединение внутренней полости 2 трубки 1 и сопла 20 к контрольному блоку 25, который соединен с атмосферным входом 26 пневмораспределителя 23. Результаты линейного контроля деталей передаются электрически в блок 16 управления через выход 30 контрольного блока 25 для выработки команды, например, на их сортировку. При этом операция сортировки совмещается с транспортировкой и установкой деталей в накопитель годной и бракованной продукции.If the capture must be used for dimensional control and sorting of parts, then the signal from the control unit 16 to the control input 28 of the valve 23 will switch. In this case, the internal cavity 2 of the tube 1 and the nozzle 20 will be connected to the control unit 25, which is connected to the atmospheric input 26 of the air distributor 23. The results of the linear control of the parts are transmitted electrically to the control unit 16 through the output 30 of the control unit 25 to generate a command, for example, sorting. In this case, the sorting operation is combined with the transportation and installation of parts in the drive suitable and defective products.

Если сопло 20 сменной втулки 19 снабжено запорным элементом 31 с пружиной 32 (фиг.4), то контроль наличия детали или ее размера происходит при контакте с ней запорного элемента 31, который, перемещаясь внутрь сопла 20, открывает выход сжатому воздуху, величина падения давления которого является сигналом датчика о наличии детали или мерой ее линейного размера.If the nozzle 20 of the replaceable sleeve 19 is equipped with a locking element 31 with a spring 32 (Fig. 4), then the presence of the part or its size is controlled by contact with the locking element 31, which, moving inside the nozzle 20, opens the outlet for compressed air, the pressure drop which is a sensor signal about the presence of a part or a measure of its linear size.

Использование предлагаемого захвата промышленного робота по сравнению с существующими обеспечивает существенное расширение функциональных возможностей за счет того, что самой конструкцией захвата обеспечивается автоматический поиск удерживаемой в нем деталью отверстия детали, с которой осуществляется сборка, или отверстия ячейки приспособления, в которую осуществляется установка сортируемых деталей; обеспечивается создание требуемого по величине осевого усилия в момент сопряжения или установки детали, что дополнительно повышает надежность указанных процессов. Обеспечение избирательного подключения трубки с соплом к контрольному блоку или пневмоэлектропреобразователю позволяет использовать их в первом случае как первичный преобразователь контрольно-сортировочного устройства, а во втором - как датчик положения захвата или наличия детали, что дополнительно позволяет расширить функциональные возможности захвата. Применение двух датчиков положения позволяет контролировать как процесс загрузки-разгрузки, так и сборки, осуществляемые посредством захвата, а также независимое питание сжатым воздухом пневматических камер дополнительно повышает надежность функционирования захвата в целом. Применение запорного элемента для перекрытия сопла, находящегося в нерабочем состоянии, существенно уменьшает расход сжатого воздуха, что делает захват более экономичным по сравнению с аналогами.Using the proposed capture of an industrial robot in comparison with the existing ones provides a significant expansion of functionality due to the fact that the capture design itself provides an automatic search for the hole of the part with which the assembly is carried out in it, or the hole of the device cell into which the sorted parts are installed; provides the creation of the required largest axial force at the time of pairing or installation of the part, which further increases the reliability of these processes. Providing selective connection of the tube with the nozzle to the control unit or pneumatic electro-converter allows you to use them in the first case as the primary transducer of the control and sorting device, and in the second - as a sensor for the position of capture or the presence of the part, which additionally allows you to expand the functionality of capture. The use of two position sensors makes it possible to control both the loading and unloading process and the assemblies carried out by means of a gripper, as well as the independent supply of compressed air to the pneumatic chambers by the air, further enhancing the reliability of the gripper as a whole. The use of a locking element to shut off the nozzle, which is inoperative, significantly reduces the consumption of compressed air, which makes the capture more economical in comparison with analogues.

Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:The above information indicates that when using the claimed invention, the following combination of conditions:

средство, воплощающее заявляемое изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в качестве захвата промышленного робота на позициях робототехнических комплексов, сборочных и контрольно-сортировочных автоматов, где требуется автоматическая сборка деталей цилиндрической формы или раскладка деталей в ячейки накопителя при их сортировке;the tool embodying the claimed invention in its implementation is intended for use in industry, namely as a capture of an industrial robot at the positions of robotic complexes, assembly and control and sorting machines, where automatic assembly of cylindrical-shaped parts or arrangement of parts into storage cells when sorting them is required ;

для заявляемого изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке средств;for the claimed invention in the form described in the claims, the possibility of its implementation using the means described above in the application is confirmed;

средство, воплощающее заявляемое изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.the tool embodying the claimed invention in its implementation is capable of achieving the achievement of the technical result perceived by the applicant.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость".Therefore, the claimed invention meets the requirement of "industrial applicability".

Claims

1. Capture of an industrial robot, comprising a tube-shaped body, on the working end of which a removable sleeve is fixed with a nozzle connected by a tube cavity to a control unit and a compressed air source, an inflatable elastic shell fixed on the outer side surface of the tube and connected through an adjustable throttle to a source compressed air, adjustable stop with a position sensor mounted on the outer side surface of the tube between the elastic shell and its end opposite to the worker, characterized in that the inflatable elastic shell is made in the form of a set of longitudinal pneumatic chambers located around the perimeter of the outer lateral surface of the tube, each pneumatic chamber being provided with a channel through which it is connected to a source of compressed air through the valve element, while the supply outlet of the valve element is provided with an adjustable throttle, moreover, adjustable the emphasis is made in the form of a flange mounted on the outer side surface of the tube between the pneumatic chambers and its end opposite to p However, with the possibility of adjustable movement and a spring-loaded pressure washer located coaxially with the tube between the flange and the pneumatic chambers, with the possibility of axial movement and interaction with the flange, the pressure washer is fixed to a set of guide rods mounted in the flange with the possibility of axial movement, the position sensor is fixed on the flange with the possibility of interaction with a pressure washer, the tube cavity is connected to a pneumatic distributor, to the working output of which a pneumatic electroconversion is connected spreader, and to the atmospheric input - the control unit, while the control inputs of the valve elements, the air distributor, as well as the outputs of the control unit, position sensor, pneumoelectronic converter are connected to the control unit.

2. The capture according to claim 1, characterized in that the nozzle of the replaceable sleeve is equipped with a spring-loaded locking element made with the possibility of axial movement.