RU226513U1 - Пневматический магнитный захват робота-манипулятора - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к схватам манипуляторов промышленных роботов, входящих в технологическую единицу гибкого автоматизированного производства, в частности, к захватам для промышленных роботов-манипуляторов, и может быть использована для выполнения функций «взять» и «установить» на рабочую поверхность изделий при загрузке, разгрузке, укладке, раскладке ферромагнитных изделий. Задачей настоящей полезной модели является повышения отказоустойчивости робота-манипулятора при захвате ферромагнитных деталей любой формы без смещения центра тяжести, относительно фланца робота, при использовании захватов пневматического типа, не оснащенных электродвигателями. Поставленная задаче решается благодаря тому, что захват оснащен подпружиненным демпфером, который увеличивает допустимую погрешность сближения с захватываемой деталью и имеет вертикальное крепление к фланцу робота. Отличительная особенность полезной модели состоит в том, что положение магнита регулируется за счет подачи/отбора воздуха по пневматическим магистралям. Такое решение задачи позволяет предотвратить возможные аварии при захвате изделия, габариты/ориентация которого отличны от установленных, с сохранением исходной грузоподъемности робота. Использование полезной модели позволяет повысить уровень отказоустойчивости робота-манипулятора при захвате ферромагнитных деталей любой формы без смещения центра тяжести, относительно фланца робота, при использовании захватов пневматического типа. Выгода обеспечивается за счет простой конструкции с вертикальным креплением к фланцу робота, а подпружиненный демпфер увеличивает допустимую погрешность сближения с деталью. Положение магнита при этом регулируется за счет подачи/отбора воздуха по пневматическим магистралям, что позволяет использовать его на роботах, не оснащенных электродвигателем.

Description

Область техники, к которой относится полезная модель

Полезная модель относится к схватам манипуляторов промышленных роботов, входящих в технологическую единицу гибкого автоматизированного производства, в частности, к захватам для промышленных роботов-манипуляторов и может быть использовано для выполнения функций «взять» и «установить» на рабочую поверхность изделий при загрузке, разгрузке, укладке, раскладке ферромагнитных изделий.

Уровень техники

Известное устройство магнитный захват по патенту SU 844269 A1, 1981 год. Устройство состоит из корпуса с постоянным магнитом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности его работы, он снабжен установленным в корпусе с возможностью осевого перемещения поршнем и мембраной из диамагнитного материала, связанной с корпусом, причем корпус выполнен в виде цилиндра с отверстиями для подвода сжатого воздуха, а постоянный магнит установлен в поршне со стороны мембраны.

Недостатком устройства является низкий уровень отказоустойчивости при захвате изделия, габариты/ориентация которого отличны от установленных, а также отсутствие крепления к промышленному манипулятору

Известно устройство захват манипулятора по патенту SU 1 442 401 A1, 1987 год. Захват манипулятора состоит из герметичного корпуса, на котором через кольцо закреплена тонкостенная обечайка. Внутри корпуса размещен электромагнит. На обечайке имеется участок 5 из материала, обладающего магнитными свойствами, а на рабочем краю обечайки выполнены удерживающие выступы. Электромагнит состоит из сердечника и катушек. В случае исполнения захвата манипулятора шестью зажимными элементами они объединены общим корпусом.

Недостатком устройства является необходимость наличия электромеханического привода для робота-манипулятора.

Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому эффекту является захват манипулятора по патенту SU 1794644 A1, 1993 год. Согласно данному патенту, захват робота-манипулятора содержит корпус с установленным в нем магнитным захватным элементом, на боковой поверхности которого и коаксиально ему установлен другой захватный элемент, выполненный в виде вакуумной присоски, полость которой посредством каналов, выполненных в магнитном захватном элементе, соединена с вакуумной системой, снабженной пневмораспределителем, отличающимся тем, что, с целью повышения быстродействия, магнитный захватный элемент выполнен в виде постоянного магнита, а пневмораспределитель выполнен в виде пневмоцилиндра двустороннего действия, жестко закрепленного на неподвижном штоке, причем шток выполнен полым и имеет расширяющийся конус на выходе, а на цилиндрической части штока под углом 45-50° к продольной оси выполнены две пары каналов, направленных в разные стороны и имеющих возможность попеременного перекрытия поршнем.

Недостатком устройства является сложность конструкции и ее габаритные размеры, что снижает грузоподъемность робота-манипулятора. Конструкция не обеспечивает дополнительной возможной погрешности сближения с захватываемым изделием.

Сущность полезной модели (Раскрытие полезной модели)

Задачей настоящей полезной модели является повышения отказоустойчивости робота-манипулятора при захвате ферромагнитных деталей любой формы без смещения центра тяжести, относительно фланца робота, при использовании захватов пневматического типа, не оснащенных электродвигателями.

Поставленная задача решается благодаря тому, что захват оснащен подпружиненным демпфером, который увеличивает допустимую погрешность сближения с захватываемой деталью и имеет вертикальное крепление к фланцу робота.

Отличительная особенность полезной модели состоит в том, что положение магнита регулируется за счет подачи/отбора воздуха по пневматическим магистралям.

Такое решение задачи позволяет предотвратить возможные аварии при захвате изделия, габариты/ориентация которого отличны от установленных, с сохранением исходной грузоподъемности робота.

Перечень фигур, чертежей и иных материалов

Полезная модель поясняется чертежами: фиг.1. Пневматический магнитный захват, проекционный вид, фиг.2. Продольный разрез - сечение А-А.

Осуществление полезной модели

Пневматический магнитный захват может состоять из неферромагнитного (например, алюминий) корпуса 1, отверстия для подвода сжатого воздуха через пневматические магистрали 2, 3, защитной крышки 4, которая крепится через отверстие 5. Внутри корпуса 1 расположен поршень 6 с закрепленным неодимовым магнитом N38 и имеющий паз 7 под резиновый уплотнитель. Для перемещения корпуса 1 вертикально, относительно фланца робота, установлен подпружиненный демпфер, состоящий из штока 8 с пружиной 9 и заглушкой 10. Для крепления к роботу-манипулятору может использоваться легкий износостойкий материал (например, PLA пластик) платформы 11, с отверстиями для крепления 12.

Для корректной работы захвата, крепеж должен быть выполнен из неферромагнитных металлов.

Устройство работает следующим образом: Пневматический магнитный захват робота манипулятора устанавливается на фланец робота-манипулятора посредством пластиковой платформы 11 с помощью четырех болтов М4 через отверстия 12. Перемещение поршня 6 с закрепленным на нём неодимового магнита N38 осуществляется посредством двух пневматических магистралей подключенных через быстросъемные цанговые штуцера, установленные в отверстия 2, 3. Для перемещения поршня 6 в паз 7 установлено уплотнительное кольцо. Скопление металлической стружки, на поверхности магнита позволяет избежать установлена защитная крышка 4, которая крепится четырьмя болтами М5 через отверстия 5 к алюминиевому корпусу 1. При перемещении к ферромагнитному изделию, во избежание столкновения, захват снабжен подпружиненным демпфером, включающим шток 8, пружину 9 и крышку 10. При этом шток 8 соединяет корпус захвата и крепление робота манипулятора. Крышка 10 прикручена к штоку 8 с помощью болта М3. При захвате ферромагнитного изделия по пневматической магистрали, подключенной к 2, подаётся сжатый воздух, перемещая поршень 6 к изделию. При отпускании изделия по пневматической магистрали, подключенной к 3, подаётся воздух и, единовременно, по магистрали, подключенной к 2 отбирается воздух, перемещая поршень 6 в положение "от изделия".

Вышеописанный захват позволяет роботу-манипулятору пневматического типа осуществлять захват ферромагнитных изделий, кроме того, увеличивается допустимая погрешность сближения с захватываемым изделием.

В Московском техническом университете связи и информатики был изготовлен действующий макет Пневматического магнитного захвата. Натурные испытания показали его работоспособность и эффективность. Удерживающая сила между магнитом и захватываемым изделием при воздушном зазоре 1мм составляет 56Н.

Применение неодимового магнита позволяет значительно упростить систему за счет отсутствия токопровода на захватном механизме манипулятора, тем самым повысить надежность работы захвата.

Claims (1)

1. Пневматический магнитный захват робота-манипулятора, содержащий корпус с размещенным в нем поршнем с постоянным магнитом, имеющий отверстия для подключения вакуумных магистралей, штока и крепления к роботу-манипулятору, отличающийся тем, что корпус выполнен из неферромагнитного материала, постоянный магнит имеет защитную крышку, выполнен из неодимового сплава и установлен на поршне, снабженном пазом под резиновый уплотнитель, при этом крепление к роботу-манипулятору расположено вертикально относительно фланца робота-манипулятора и выполнено из легкого износостойкого материала, а шток, соединяющий корпус захвата и крепление робота-манипулятора, оснащен подпружиненным демпфером.