1 Изобретение относитс к автоматическому управлению и может быть применено дл управлени промьшшенными роботами с гид авлическим приводом. Известно устройство управлени промышленным роботом с гидроцилиндрами дискретных смещений. Гидроцилиндры с qocтaвнь ми поршн ми построе ны по принципу двоичного кода и при использовании в различных комбинаци х П входных сигналов обеспечивают получение 2 -1 разных положений штока с посто нным интервалом дискретности , определ емым конструкцией составного поршн Л . Недостатками такого устройства управлени промышленным роботом вл етс низка надежность работы из-за наличи большого количества уп равл ющей электрической аппаратуры и малые функциональные возможности. Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство управлени промьш1ленным роботом, содержащее насос высокого давлени , соединенный с полостью гидрокомпенсатора, исполнительные гидроцилиндры с гидрораспределител ми , соединенными с выходом насоса высокого давлени и через пер вый обратный клапан со штоковой полостью мерного гидроцилиндра, поршне ва полость которого соединена с гидроаккумул тором непосредственно, через второй обратньй клапан с гидро компенсатором, а через гидрораспреде литель, механически св занный с мерным гидроцилиндром, и последовательно с ним включенный гидрораспределитель , механически св занный со штангой привода программатора с полост ми привода этого программатора , шток которого через зубчатую рейку и зубчатые колеса кинематичес . ки соединен с барабаном с Т-образными пазами, в которых закреплены посто нные магниты, а гидрораспределители исполнительных гидроцилиндров механически св заны с упорами, размещенн , ми на штоке привода программатора 2j 1 The invention relates to automatic control and can be applied to control industrial hydraulically driven robots. A device for controlling an industrial robot with discrete displacement hydraulic cylinders is known. Hydraulic cylinders with qo-pistons are built according to the binary code principle and, when used in various combinations of P input signals, provide 2–1 different rod positions with a constant interval of discreteness determined by the design of the composite piston L. The disadvantages of such an industrial robot control device are low reliability of operation due to the large number of control electronics and low functionality. Closest to the present invention is an industrial robot control device comprising a high pressure pump connected to a hydraulic compensator cavity, executive hydraulic cylinders with hydraulic distributors connected to the high pressure pump outlet and through a first check valve to a rod rod of a measuring hydraulic cylinder, the piston of which cavity directly from the hydraulic accumulator, through a second check valve with a hydraulic compensator, and through the hydraulic distributor, mechanically connected to the measuring valve a hydraulic cylinder and, in series with it, a hydraulic distributor connected mechanically to the programmer's drive rod with the drive cavities of this programmer, the stem of which is kinematic through the rack and gears. The ki is connected to a drum with T-shaped grooves, in which permanent magnets are fixed, and the hydraulic distributors of executive hydraulic cylinders are mechanically connected to the stops located on the actuator stem of the programmer 2j
Недостатками известного устройст- .ва вл ютс невозможность автоматической установки поршней исполнительных гидроцилиндров в любом заданном полофбнии и сложность смены программы.The disadvantages of the known device are the impossibility of automatically installing the pistons of the actuating hydraulic cylinders in any given polofbnia and the complexity of changing the program.
Цель изобретении - расшинение функциональных возможностей. Поставленна цель достигаетс тем,The purpose of the invention is the extension of functionality. The goal is achieved by
что устройство управлени промьпиленсоосен штоку управл ющего гидроцилиндра и с дополнительным гидрораспределителем , а на гидрораспределител х мерных гидроцилиндров установлены посто нные магниты, расположенные 3 непосредственной близости у барабана с Т-образными пазами, that the control unit has an actuator control rod for the control hydraulic cylinder and with an additional hydraulic distributor, and permanent control magnets are located on the hydraulic distributors of the dimensional hydraulic cylinders located 3 close to the drum with T-shaped grooves,
J причем другой вход гидрораспределител управл ющего гидроцилиндра мехаП ным роботом, содержащее ндсос высокого давлени , соединенньй с полостью гидрокомпенсатора, исполнительные гидроцилиндры с гидрораспределител ми , соединенньти с выходом насоса высокого давлени и через первый обратный клапан - со штоковой полостью мерного гидроцилиндра, поршнева полость которого соединена с гидроаккумул тором непосредственно, через второй обратный клапан с гидрокомпенсатором , а через гидрораспределитель, механически св занный со штоком мерного гидроцилиндра, и последовательно с ним включенный гидрораспределитель, механически св занный со штангой привода программатора, - с полост ми привода этого программатора, шток которого через зубчатую рейку и зубчатые колеса кинематически соединен с барабаном с Т-образными пазами, в которых закреплены посто нные магниты , а гидрораспределители исполнительных гидроцилиндров механически св заны с упорами, размещенными на штоке привода программатора, дополнительно содержит насос низкого давлени , дополнительный гидрораспределитель, управл ющий гидроцилиндр и гидроцилиндрыдозаторы с соответствующими гидрорас-:: пределител ми, каждый из вновь введенных гидроцилиндров через свой гидрораспределитель соединен с выходом насоса низкого давлени , вход которого соединен с гидрокомпенсатором, полости управл ющего гидроцилиндра через свой гидрораспределитель соединены с гидрораспределител ми гидроцилиндров-дозаторов и через дополнительный гидрораспределитель - со штоковой полостью мерного гидроцилиндра, шток управл ющего гидроцилиндра снабжен микропереключателем, установлен соосно со штоком одного из исполнительных гидроцилиндров и электрически соединен с одним из входов гидрораспределител управл ющего гидроцилиндра , гидрораспределителем исполнительного гидроцилиндра, шток которого гпгчески св зан с одним из упоров, ра мещенным иа штоке привода программатора . На чертеже представлена принципиальна схема предлагаемого устройстна . Устройство управлени промышленным роботом содержит насос 1 низко давлени и насос 2 высокого давлени гидрораспределители 3-12, предохранительные 13 и 14 и обратные 15 и 1 клапаны, гидроцилиндры-дозаторы 17 и 18, исполнительные гидроцилиндры 19-21, мерный 22 и управл ющий 23 гидроцилиндры, привод 24 про грамматора, гидроаккумул тор 25 и гидрокомпенсатор 26. Гидроцилиндры-дозаторы -1 7 и 18 имеют подпружиненные поршни 27 и 28 Они соединены гидролини ми с гидрораспределител ми 3 и 7, на плунжерах которых закреплены посто нные магни ты 29 и 30. Гидрораспределители 3 и 7 подсоединены к напорной гидроли нии насоса 1 низкого давлени . Слив жидкости из гидроцилиндров-дозаторов 17 и 18 и управл ющего гидроцилиндра 23 может осуществл тьс через гидрораспределители 9 и 12 в гидрокомпенсатор 26. Мерньш гидроцилиндр 22 снабжен пружиной 31. Его штокова полость соединена со сливными гидролини ми исполнительных гидроцилиндров 19, 20 и 21 через обратный клапан 16, а также с дополнительным гидрораспределителем 9. Поршнева полость мерного гидроцилиндра 22 соединена с гидроаккумул тором 25, гидрораспределителем 11 и обратным клапа ном 15, установленным в гидролинии, соедин ющей поршневую полость мерно гидроцилиндра 22 с гидрокомпенсатором 26. Управл ющий гидроцилиндр 23 имее два штока 32 и 33, пружину 34 и микропереключатель 35, закрепленный на штоке 32. Полости управл ющего гидроцилиндра 23 через гидрораспред литель 5 соединены с гидрораспр делител ми гидроцилиндров-дозаторов и с дополнительным гидрораспределителем 9. Привод 24 программатора включает поршень 36, шток 37 с упорами 38, барабаном 39 с Т-образными пазами дл креплени в них посто нных магнитов .40.На штоке 37 закрегшен крон штейн 41 цп переключени гидрораспределител 10, которое осуществл етс через пружины 42 и 43, упоры 44 и 45 и штангу 46. Пружины 42 и 43 обеспечивают полное и быстрое переключение гидрораспределител 10 в крайних нижнем и верхнем положени х поршн 36. На штоке 37 закреплена также зубчата рейка 47, котора сцеплена с зубчатыми колесами 48 и 49. Зубчатые колеса 48 и 49 имеют на торце зубь с односторонним скосом, которые взаимодействуют с зубь ми полумуфт 52 и 53. Полумуфты 52 и 53 смонтированы на шпонках или шлицах и могут перемещатьс по валам в осевом направлении . Пружинами 54 и 55 они поджимаютс к зубчатым колесам 48 и 49. Торцовые зубь колес 48 и 49 имеют скосы разного направлени . Поэтому барабан 39 с посто нными магнитами 40 от зубчатого колеса 48 поворачиваетс только при движении зубчатой рейки 47 со штоком 37 вверх. А при движениизубчатой рейки 47 со штоком 37 вниз вращение барабана 39 осуществл етс от зубчатого колеса 49 с помощью вспомогательного вала 51 и зубчатых колес 56 и 57, жестко закрепленных на валах 50 и 51. Таким образом, вращение барабана 39 с посто нными магнитами 40 осуществл етс всегда в одну и ту же сторону при возвратно-поступательном движении поршн 36. Гидрокомпенсатор 26 имеет поршень 58 и пружину 59. Управление гйдрораспределител ми 4, 5, 6 и 8 осуществл етс от упоров 38 привода программатора. Управление гидрораспределител ми 3 и 7 гидроцилиндров-дозаторов осуществл ет с посто нными магнитами 40, а гидрораспределителей 11 и 12 - от штока мерного гидроцилиндра 22. Микропереключатель 35 установлен соосно со штоком исполнительного гидроцилиндра 1 9 и электрически соединен с одним из входов управл ющего гидроцилиндра 23, гидрораспределителем исполнительного гидроцилиндра и с дополнительным гидрораспределителем 9. Устройство управлени промышленным роботом работает следующим образом . Включаетс насос 1 низкого давлени и насос 2 высокого давлени . Через гидрораспределители 3, 7 и 5 жидкость от насоса 1 поступает в управл юпщй гидроцилиндр 23. Его поршень со штоками 32 и 33 вместе с микропереключателем 35 перемещаютс вправ Из нерабочей полости управл ющего гидроцилиндра 23 жидкость вытесн етс через гидрораспре елители 5, 3 и в гидроцилиндры-дозаторы 17 и 18. Когда гидроцилиндры-дозаторы полностью , заполн ютс жидкостью поршень управл ющего гидроцилиндра 23 со штоком 32 и 33 и микропереключателем 35 останов тс в заданном положении . Заполн ютс жидкостью гидроцилиндры-дозаторы , у которых включены их гидрораспределители. От насоса 2 высокого давлени жидкость поступает через гидрораспр делитель 6 в исполнительный гидроцилиндр 20. Из его нерабочей полости жидкость через гидрораспределитель 6, обратный клапан 16 поступает в штоковую полость мерного. гидроцилиндра 22. Поршень мерного гидроцилиндра 22 перемещаетс , сжима пружину 31. Жидкость из поршневой полости мерного гидроцилиндра 22 вытесн етс в гидроаккумул тор 25, так как гидрораспределитель 11 и обратный клапан 15 закрыты. При подходе поршн мерного гидроцилиндра 22 к крайнему нижнему положению включаетс гидрораспределитель 11 и жидкость из гидроаккумул тора 25 вытесн етс в привод 24 программатора . В крайнем нижнем положении поршн мерного гидроцилиндра включаетс гидрораспределитель 12 и выключаетс гидрораспределитель 11. Поршень 3 со штоком 37, упорами 38 и зубчатой рейкой 47 перемещаютс на заданное рассто ние. Барабан 39 с посто нными магнитами 40 поворачиваетс на задан ный угол. Упорами 38 включаетс гидро распределитель 4 и выключаетс гидро распределитель 6 (в зависимости от заданной программы). Вступает в работу исполнительный гидроцилиндр 19. Его поршень со штоком , на котором могут быть закреплены захваты, инструменты и т.д., перемещаетс до тех пор, пока шток или друга кака -либо подвижна част не переключит микропереключатель 35. Срабатывает электромагнит гидрораспределител 4 и его плунжер устанавливаетс в среднее положение. Дл переключени гидрораспределител 4 с помощью электромагнита при поджатом упором 38 плунжере примен ют специальный стержень-кнопку с фиксатором и плоскую пружину с упором, т.е. переключение осуществл етс упором через плоскую пружину. Включаютс также электромагниты 1чздрораспределителей 5 и 9. Жидкость от насоса 1 низкого давлени поступает через гидрораспределители 3, 5 и 7 в правую полость управл ющего гидроцилиндра 23 и вытесн етс из левой через гидрораспределители 5 и 9 в мерный гидроцилиндр 22. Из штоковой полости исполнительного гидроцилиндра 19 жидкость также поступает в мерный гидроцилиндр 22. Под действием пружин поршни 27 и 28 гидроцилиндров-дозаторов 17 и 18 вытесн ют жидкость через гидрораспределители 3, 7 и 9 в мерный гидроцилиндр 22. Из мерного гидроцилиндра 22 жидкость уже описанным способом поступает в привод 24 программатора, который упором 38 переключает гидрораспределитель 4. Исполнительный гидроцилиндр 19 занимает исходное положение , вытесн жидкость из нерабочей полости в мерный гидроцилиндр 22 и затем в привод 24 программатора. Упорами 38 включаютс гидрораспределители 5 и 8. Срабатывают управл ющий гидроцилиндр 23 и исполнительный гидроцилиндр 21 и т.д. В крайнем верхнем положении поршн 36 кронштейн 41 через пружину 43, упор 45 и штангу 46 переключает гидрораспределитель 10. Теперь жидкость от исполнительных гидроцилиндров , гидроцилиндров-дозаторов и управл ющего гидроцилиндра поступает в штоковую полость привода 24 программатора и 36 перемещаетс вниз. В крайнем нижнем положении поршн 36 кронштейн 41 через пружину 42, упор 44 и штангу 46 переключает гидрораспределитель 10 в исходное положение. Упоры 44 и 45 могут по резьбе перемещатьс по штанге 46, обеспечива при необходимости различный ход поршн 36. Точность установки поршн исполнительного гидроцилиндра 19 зависит в основом от количества гидроцилиндров-дозаоров . Их число должно соответтвовать требуемой точности позициJ and another input of the hydraulic distributor of the control hydraulic cylinder by a mechanical robot, containing high-pressure pump, connected to the hydraulic compensator cavity, executive hydraulic cylinders with hydraulic distributors, connected to the output of the high-pressure pump and, through the first non-return valve, with a valve-shaped hydraulic cylinder, with a piston-shaped hydraulic cylinder, a face of a piston-type hydraulic cylinder, a face of a piston-type hydraulic cylinder; with the hydroaccumulator directly, through the second non-return valve with a hydraulic compensator, and through the valve, mechanically connected to the rod measuring cylinder, and in series with it, the hydraulic valve mechanically connected to the programmer's drive rod, to the drive cavities of this programmer, the rod of which is kinematically connected to the drum with T-grooves in which the permanent magnets are mounted through the gear rack and gears , and the control valves of the actuating hydraulic cylinders are mechanically connected to the stops placed on the actuator stem of the programmer, further comprises a low-pressure pump, an additional hydro distribution valve a divider controlling a hydraulic cylinder and hydraulic cylinders dozers with corresponding hydraulic distributors, each of the newly introduced hydraulic cylinders is connected to the output of a low pressure pump through its hydraulic distributor and its hydraulic distributor connected to a hydraulic compensator hydraulic cylinders through its hydraulic distributor dispensers and through an additional valve - with the rod end of the measuring cylinder, the rod of the control cylinder is provided with a micro A switch is installed coaxially with the stem of one of the actuating cylinders and electrically connected to one of the hydraulic distributor inputs of the control hydraulic cylinder, the hydraulic actuator of the executive hydraulic cylinder, the stem of which is connected to one of the stops, and the actuator of the programmer actuator. The drawing shows a schematic diagram of the proposed device. The industrial robot control unit contains low pressure pump 1 and high pressure pump 2, hydraulic distributors 3-12, safety valves 13 and 14 and return valves 15 and 1, metering hydraulic cylinders 17 and 18, actuating hydraulic cylinders 19-21, measuring 22 and controlling 23 hydraulic cylinders , the actuator 24 of the pro grammer, the hydroaccumulator 25 and the hydro-compensator 26. The metering cylinders -1 7 and 18 have spring-loaded pistons 27 and 28 They are connected by hydraulic lines to the hydraulic distributors 3 and 7, on the plungers of which the permanent magnets 29 and 30 are fixed. Hydro distribution Spruce 3 and 7 are connected to the pressure hydroline of the low pressure pump 1. Drainage of liquid from the hydraulic cylinders 17 and 18 and the controlling hydraulic cylinder 23 can be carried out through the hydraulic distributors 9 and 12 into the hydraulic compensator 26. The light hydraulic cylinder 22 is equipped with a spring 31. Its rod cavity is connected to the drain hydraulic lines of the executive hydraulic cylinders 19, 20 and 21 through the return valve 16, as well as with an additional hydraulic distributor 9. The piston cavity of the measuring hydraulic cylinder 22 is connected to the hydraulic accumulator 25, the hydraulic distributor 11 and a check valve 15 installed in the hydraulic line connecting the piston the core of hydraulic cylinder 22 with a hydraulic compensator 26. The control hydraulic cylinder 23 has two rods 32 and 33, a spring 34 and a microswitch 35 mounted on the rod 32. The cavities of the control hydraulic cylinder 23 are connected to the hydraulic distributor of hydraulic cylinders-dispensers and through an additional hydraulic distributor 5. the valve 9. The actuator 24 of the programmer includes a piston 36, a rod 37 with stops 38, a drum 39 with T-slots for fastening permanent magnets therein .40. On the rod 37 there is a shift of the hydraulic valve 10, which the second is carried out through springs 42 and 43, stops 44 and 45, and a rod 46. Springs 42 and 43 ensure full and quick switching of the hydraulic distributor 10 in the extreme lower and upper positions of the piston 36. The gear rail 47 is also attached to the rod 37, which is engaged with gears 48 and 49. Gears 48 and 49 have a one-sided bevel teeth at the end that interact with the half-coupling teeth 52 and 53. The coupling half 52 and 53 are mounted on keys or splines and can move along the shafts in the axial direction. By the springs 54 and 55 they are pressed against the gear wheels 48 and 49. The front teeth of the wheels 48 and 49 have bevels of different directions. Therefore, the drum 39 with permanent magnets 40 from the gear wheel 48 is rotated only when the gear rack 47 is moved with the stem 37 up. When moving the toothed rack 47 with the rod 37 downwardly, the rotation of the drum 39 is carried out from the gear 49 by means of an auxiliary shaft 51 and the gear wheels 56 and 57 rigidly mounted on shafts 50 and 51. Thus, rotation of the drum 39 with permanent magnets 40 is carried out It is always in the same direction with the reciprocating movement of the piston 36. The hydraulic compensator 26 has a piston 58 and a spring 59. The control of the hydraulic distributors 4, 5, 6 and 8 is carried out from the stops 38 of the drive of the programmer. The control valves 3 and 7 of the dosing cylinders are provided with permanent magnets 40, and of the control valves 11 and 12 from the stem of the measuring cylinder 22. The microswitch 35 is installed coaxially with the stem of the executive cylinder 1 9 and electrically connected to one of the inputs of the control hydraulic cylinder 23 , a hydraulic actuator of an executive hydraulic cylinder and with an additional hydraulic distributor 9. The control device of an industrial robot works as follows. The low pressure pump 1 and the high pressure pump 2 are turned on. Through the hydraulic distributors 3, 7 and 5, the liquid from the pump 1 enters the control hydraulic cylinder 23. Its piston with the rods 32 and 33 together with the microswitch 35 moves to the right From the non-working cavity of the control hydraulic cylinder 23, the liquid is displaced through the hydraulic distributors 5, 3 and into the hydraulic cylinders dispensers 17 and 18. When the dispensing cylinders are completely filled with liquid, the piston of the control hydraulic cylinder 23 with the rod 32 and 33 and the microswitch 35 stops in a predetermined position. Hydraulic dosing cylinders are filled with liquid and their hydraulic distributors are turned on. From the high-pressure pump 2, the fluid enters through the hydraulic distributor divider 6 into the actuating hydraulic cylinder 20. From its non-working cavity, the fluid passes through the hydraulic distributor 6, the check valve 16 enters the rod-shaped cavity. the cylinders 22. The piston of the measuring cylinder 22 is moved, compressing the spring 31. The fluid from the piston cavity of the measuring cylinder 22 is displaced into the hydraulic accumulator 25, since the valve 11 and the check valve 15 are closed. When the piston of the measuring cylinder 22 approaches the extreme lower position, the hydraulic valve 11 is turned on and the liquid from the hydraulic accumulator 25 is displaced into the actuator 24 of the programmer. In the lowest position of the piston of the measuring cylinder, the hydraulic distributor 12 is turned on and the hydraulic distributor 11 is turned off. The piston 3 with the rod 37, the stops 38 and the rack 47 move to a predetermined distance. The drum 39 with permanent magnets 40 is rotated at a predetermined angle. The stops 38 turn on the hydraulic distributor 4 and turn off the hydraulic distributor 6 (depending on the predetermined program). The actuating cylinder 19 enters into operation. Its piston with a rod, on which clamps, tools, etc. can be fixed, moves until the rod or other, either the mobile part, switches the microswitch 35. The electromagnet 4 is actuated. its plunger is set to the middle position. To switch the hydraulic distributor 4 by means of an electromagnet with the plunger pressed against the stop 38, a special pin-button with a lock and a flat spring with an emphasis, i.e. the switching is carried out by an abutment through a flat spring. Electromagnets 1 and 5 distributors are also included. Liquid from the low-pressure pump 1 flows through the hydraulic distributors 3, 5 and 7 into the right cavity of the control hydraulic cylinder 23 and is displaced from the left hydraulic distributor 5 and 9 into the measuring hydraulic cylinder 22. From the rod of the executive hydraulic cylinder 19 the liquid also enters the measuring cylinder 22. Under the action of the springs, the pistons 27 and 28 of the cylinders of the dispensers 17 and 18 displace the liquid through the hydraulic distributors 3, 7 and 9 into the measuring cylinder 22. From the measuring hydraulic cylinder 22 dkost already described manner is supplied to the actuator 24, the programmer who focusing control valve 38 switches the hydraulic cylinder 4. The Executive 19 occupies a starting position, expelling liquid from the trailing cavity in a measuring cylinder 22 and then to drive the programmer 24. The stops 38 include the hydraulic distributors 5 and 8. The control hydraulic cylinder 23 and the executive hydraulic cylinder 21, etc., are actuated. In the extreme upper position of the piston 36, the bracket 41 switches the hydraulic distributor 10 through the spring 43, the stop 45 and the rod 46. Now fluid from the actuating hydraulic cylinders, metering hydraulic cylinders and the control hydraulic cylinder enters the rod cavity of the actuator 24 of the programmer and 36 moves downwards. In the lowest position of the piston 36 bracket 41 through the spring 42, the stop 44 and the rod 46 switches the valve 10 to its original position. The stops 44 and 45 can move along the thread on the rod 46, providing, if necessary, a different stroke of the piston 36. The accuracy of the installation of the piston of the executive hydraulic cylinder 19 depends mainly on the number of hydraulic cylinders-dosers. Their number must correspond to the required position accuracy.