SU1127765A1 - Промышленный робот - Google Patents

Abstract

1. ПРОМЫШЛЕННЫЙ РОБОТ, содержащий основание с установленными на нем приводами подъема, горизонтального перемещени  и поворота руки, причем на торцовых поверхност х руки закреплены схваты, и систему управлени , отличающийс  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей за счет увеличени  количества точек позиционировани  и улучшени  динамических характеристик, он снабжен передачей с гибкой св зью и крестообразным рычагом, одним плечом шарнирно установленным на корпусе, при этом привод поворота руки выполнен в виде двух демпферов, моментного пневмодвигател , на корпусе которого закреплены эти демпферы и выполнены кольцевые проточки, и регулируемых выдвижных и жестких упоров , расположенных в кольцевых проточках корпуса моменТного пневмодвигател , причем одно плечо крестообразного рычага установлено с возможностью взаимодействи  с регулируемыми выдвижными упорами привода поворота, а друм  другими - поочередного взаимодействи  с демпферами, при этом привод горизонтального перемещени  руки выполнен в виде установленных по обе стороны от нее двух блоков пневмоцилиндров , кинематически св занных с рукой передачей с гибкой св зью, звездочки которой смонтированы на штоках пневмоцилиндров привода горизонтального перемещени , а гибкие элементы этой же передачи закреплены одними концами на руке, а другими - на корпусе привода поворота, а привод подъема выполнен в виде вертикально спаренных пневмоцилиндров и демпферов , установленных на их корпусах, причем приводы подъема и поворота расположены по одной оси. (Л 2.Робот по п. 1, отличающийс  тем, что он снабжен механизмом фиксации горизонтального перемещени  руки и направл ющими салазками, -закрепленными на корпусе привода поворота, а рука выполнена в виде коробчатой балки с фиксирующими отверсти ми на одной из ее граней дл  взаимодействи  с рабочим элементом механизма фиксации и роликами, взаимодействующими с направл ющими. to 3.Робот по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  первоначальной юстировки руки по высоте, пневмоцилиндр привода подъема снабжен направл ющими-скал05 ками, установленными жестко в корпусе и СП с возможностью свободного перемещени  в основании.J 4.Робот по п. 1, отличающийс  тем, что он снабжен гильзой, а приводы подъема и поворота установлены в этой гильзе.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , преимущественно к робототехнике, и предназначено дл  автоматизации технологических процессов транспортировки, укладки деталей, сборки, установки и передачи их на станки в автоматических лини х и т.д.

Известен промышленный робот, содержаший руку со схватом и приводы поворота , подъема и перемещени  руки. Последн   выполнена в виде пневматического цилиндра с регулируемой по двум жестким упорам длиной хода штока, механизм поворота руки имеет три точки позиционировани , а механизм подъема выполнен в виде пневмоцилиндра с двум  точками позиционировани  1.

Недостатком робота  вл ютс  его ограниченные технологические возможности изза малого количества точек позиционировани .

Известен также промышленный робот, содержащий основание с установленными на нем приводами подъема, горизонтального перемещени  и поворота руки, причем на торцовых поверхност х руки закреплены схваты, и систему управлени  2.

Недостатками известного промышленного робота  вл ютс  узкие технологические возможности и невысокие динамические характеристики .

Целью изобретени   вл етс  расширение технологических возможностей за счет увеличени  количества точек позиционировани  и улучшени  динамических характеристик .

Поставленна  ц ии, достигаетс  тем, что промышленный робо., содержащий корпус с установленными на нем приводами подъема , горизонтального перемещени  и поворота руки, причем на торцовых поверхност х руки закреплены схваты, снабжен передачей с гибкой св зью и крестообразным рычагом, одним плечом щарнирно установленным на корпусе, при этом привод поворота руки выполнен в виде двух демпферов, моментного пневмодвигател , на корпусе которого закреплены эти демпферы и выполнены кольцевые проточки, и регулируемых выдвижных и жестких упоров, расположенных в кольцевых проточках корпуса моментного пневмодвигател , причем одно плечо крестообразного рычага установлено с возможностью взаимодействи  с регулируемыми выдвижными упорами привода поворота, а двум  другими - поочередного взаимодействи  с демпферами, при этом привод горизонтального перемещени  руки выполнен в виде установленных по обе стороны от нее двух блоков пневмоцилиндров , кинематически св занных с рукой передачей с гибкой св зью, звездочки которой смонтированы на штоках пневмоцилиндров привода горизонтального перемещени , а

гибкие элементы этой же передачи закреплены одними концами на руке, а другими - на корпусе привода поворота, а привод подъема выполнен в виде вертикально спаренс ных пневмоцилиндров и демпферов, установленных на их корпусах, причем приводы подъема и поворота расположены на одной оси.

При этом промышленный робот снабжен механизмом фиксации горизонтального пе0 ремещени  руки и направл ющими салазками , закрепленными на корпусе привода поворота, а рука выполнена в виде коробчатой балки с фиксирующими отверсти ми на одной из ее граней дл  взаимодействи  с

, рабочим элементом механизма фиксации, и роликами, взаимодействующими с направл ющими .

Кроме того, с целью обеспечени  перво начальной юстировки руки по высоте, пневмоцилиндр привода подъема снабжен на0 правл ющими скалками, установленными жестко в поршне и с возможностью свободного перемещени  в основании.

Причем промышленный робот снабжен гильзой, а приводы подъема и поворота уста5 новлены в этой гильзе.

На фиг. 1 изображен промышленный робот , общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - робот, вид сверху; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2 (расположение регулируемых выдвижных и жестких упоров);

0 на фиг.б - сечение В-В на фиг. 2 (приводы подъема и углового поворота руки); на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг. 3; на фиг. 7узел 1 на фиг. 5 (демпфер).

Промышленный робот содержит основание 1 с жестко закрепленной на нем стой5 кой 2, внутри которой расположена гильза 3. Внутренн   поверхность последней выполнена с двум  выступами, кроме того, в ней установлен привод подъема руки 4, включающий вертикальные пневмоцилинд0 ры 5 и б с укрепленными на их корпусах демпферами 7 и 8. В нижнем пневмоцилиндре 5 наход тс  направл ющие скалки 9, жестко св занные с поршнем 10, с одной стороны, с возможностью перемещени  в основании, с другой, щток 11 этого пневмо цилиндра через звездочки 12 и 13 св зан с осью 14 дл  первоначальной юстировки руки робота по высоте.

В гильзе 3 установлен моментный пневмодвигатель 15 привода поворота руки 4,

0 в кольцевых проточках «Д и «Е корпуса моментного пневмодвигател  закрепл ютс  соответственно регулируемые выдвижные 16 и регулируемые жесткие упоры 17. Регулируемые выдвижные упоры 16 выполнены в виде пневмоцилиндров. Верхн   часть

5 привода поворота представл ет собой корпус 18, жестко св занный с выходным валом 19 моментного пневмодвигател  15. На корпусе, 18 смонтированы демпферы 20 и 21,

взаимодействующие с противоположными плечами крестообразного рычага 22. В этом же корпусе установлен привод горизонтального перемещени  руки 4, представл ющий собой два блока, например, из трех пневмоцилиндров 23 и 24, расположенные по обе стороны от руки. Штоки 25 и 26 этих пневмоцилиндров снабжены элементами передачи с гибкой св зью, например, звездочками 27 и 28. В качестве гибких св зей в роботе использованы цепи 29 и 30, расположенные вдоль руки 4 и закрепленные одними концами на ней, с противоположных сторон, другими на корпусе 18 привода поворота , причем кажда  из этих цепей огибает звездочки соответствующих блоков пневмоцилиндров 23 и 24 и ролики 31, закрепленные на корпусе 18 привода поворота . Каждый пневмоцилиндр привода горизонтального перемещени  руки 4 снабжен демпфером 32.

Рука 4 выполнена в виде рустотелой коробчатой балки с фиксирующими отверсти ми на нижней грани, предназначенными дл  взаимодействи  с механизмом фиксации 33 горизонтального перемещени , выполненного в виде пневмоцилиндра с щтоком 34. Дл  предотвращени  перекоса при движении рука имеет направл ющие салазки 35, а корпус 18 - ролики 36. На торцах руки смонтированы схваты 37 с индивидуальными приводами 38.

Демпферы 7 и 8 (фиг. 7) снабжены регулируемой по высоте гайкой 39, установленной на штоке-поршне 40, который заканчиваетс  хвостовиком 41. Корпус 42 каждого из демпферов жестко .св зан с соответствующим . корпусом пневмоцилиндров 5 и 6. В демпфере расположены две полости, заполненные масл ной ванной и сообщающиес  друг с другом с помощью перепускных каналов 43, обратных клапанов 44 и 45 и дроссел  46, выполненного внутри штокапоршн  40. К гильзе 3 прикреплен стакан 47, внутри которого находитс  нижн   часть щтока-порщн  40 с гайкой 39, и выполненный с внутренним выступом.

Промышленный робот работает следующим образом.

Исходна  высота руки устанавливаетс  вращением оси 14, которое через звездочки 12 и 13 передаетс  щтоку 11 пневмоцилиндра 5, и при подъеме штока 11 поднимаетс  корпус 18 придода поворота вместе с рукой 4. Наличие двух направл ющих скалок 9 предотвращает поворот пневмоцилиндра 5 вокруг оси. После проведени  юстировки рука может осуществл ть захват и перенос деталей на высоту, определ емую трем  точками позиционировани : на нулевой высоте, на Н, на 2Н и на промежуточных уровн х Н в зависимости от положени  гаек 39 на штоках 40 в демпферах 7 и 8. Высота Н, равна  ,.где h - регулируемое рассто ние от гайки 39 до внутреннего выступа стакана 47; (У..- ход демпфировани  - посто нна  характеристика дл  каждого демпфера. Эти положени , соответст5 вующие требуемой промежуточной высоте Н, определ ютс  экспериментально или расчетным путем и устанавливаютс  предварительно перед началом работы вращением хвостовика 41 штока-поршн  40.В ре- зультате этого гайка устанавливаетс  на

необходимой высрте h.

Дл  подъема на высоту Н по команде из системы управлени  (не показана) сжатый воздух подаетс  в порщневую полость пневмоцилиндра 5, при этом, поскольку его

5 поршень 10 неподвижен, то на эту высоту поднимаетс  корпус; пневмоцилиндра 5 вместе с верхним пневмоцилиндром 6, приводом поворота руки и самой рукой 4.

При необходимости осуществить подъем руки на высоту 2Н система управлени  вы0

дает сигнал на подачу сжатого воздуха в

поришевую полость пневмоцилиндра 6, шток с поршнем которого, упира сь в корпус пневмоцилиндра 5, остаютс  неподвижными относительно гильзы 3, а корпус пневмо5 цилиндра 6, поднима сь на следующую высоту Н, перемещает корпус привода поворота с рукой.

Подъем руки на промежуточную высоту Н осуществл етс  подачей сжатого возду0 ха в поршневую полость пневмоцилиндра, например, 6. Его корпус, поднима сь, перемещает верхнюю часть демпфера 8 вместе с штоком-поршнем 40 и гайкой 39. Стакан 47 демпфера остаетс  неподвижным и гайка 39, дойд  до его внутреннего выступа,

останавливаетс  и останавливает перемещение штока-поршн  40. Поскольку подача воздуха в пнемоцилиндр 6 продолжаетс , и корпус 42 также перемещаетс , а шток-поршень неподвижен, то последний,

воздейству  на внутренний объем масл ной ванны, выдавливает жидкость через перепускные каналы 43 и дроссель 46 в наружную полость демпфера и через обратный клапан 44 во внутреннюю полость. -Процесс перетечки жидкости продолжаетс  на ходе

демпфировани  ...При этом рука поднимаетс  на нужную высоту H hЧ-б,..обеспечива  позиционирование с точностью 0,2 мм При опускании процесс демпфировани  осуществл етс  аналогично, только пере0 течка жидкости происходит через клапан 45.

При горизонтальном перемещениии руки в исходном состо нии штока 25, например, одного из блоков пневмоцилиндров наход тс  в крайнем положении, штоки 26 при этом другого блока - в крайнем положении.

5 Дл  перемещени  руки на величину 2h сжатый воздух по команде из системы управлени  подаетс  в штоковую полость первого цилиндра 23, при этом поршень опускаетс 

на h, a звездочка 27, будучи в зацеплении с цепью 29, перемещает ее на рассто ние 2h. В свою очередь, цепь 29, закрепленна  одним концом на руке, другим - на корпусе 18 привода поворота, выт гивает руку также на 2h. В конце этого хода скорость движени  поршн  гаситс  с помощью демпфера 32, а рука фиксируетс  с помощью механизма фиксации 33, шток 34 которого при срабатывании этого механизма по команде из системы управлени  выдвигаетс  и входит в фиксирующее отверстие на нижней грани руки, причем положение этих фиксирующих отверстий определено и задано дл  фиксации руки строго на рассто ни х 2h, 4h, 6h. Дл  перемещени  руки на длину 4h сжатый воздух подаетс  в штоковые полости двух пневмоцилиндров 23, на длину 6h - трех пневмоцилиндров.

При перемешении руки от срабатывани  одного блока пневмоцилиндров 23, цепь 30, расположенна  на руке с противоположной стороны взаимодействует со звездочками 28 другого блока цилиндров 24 и выт гивает их штоки на ту же высоту, на какую опускаютс  штоки 25, совершающие рабочий ход. Штоки 26 при этом совершают холостой ход и в конце перемещени  руки на заданную длину подготовлены дл  осуществлени  рабочего хода в обратную сторону таким же образом, как описано выше.

Дл  выполнени  поворота руки со схватами 37 подаетс  сигнал из системы управлени , и сжатый воздух поступает в моментный пневмодвигатель 15. При вращении выходного вала 19, св занного с корпусом 18, последний поворачиваетс  на определенные углы вместе с рукой и схватами. Эти углы с(.,,у.н т.д. задаютс  программой и определ ютс  положением выдвижных регулируемых упоров 16 на кольцевой проточке «Д корпуса моментного пневмодвигател  15. При повороте руки на ,. например, поступает сигнал на упор 16, шток которого, выдвига сь, встречает нижнее плечо крестообразного рычага 22, который, в свою очередь, разворачива сь, воздействует на щток одного из демпферов 20 или 21. Последний перекрывает подачу сжатого воздуха в пневмодвигатель 15 и рука, таким образом , повернулась на нужный угол. После осуществлени  технологической операции

5 схватами руки, сигнал подаетс  на упор 16, шток которого, задвига сь, прекращает взаимодействие с рычагом 22, а последний, возвраща сь в исходное положение, освобождает шток демпфера 20. Таким образом , моментный пневмодвигатель 15 про0 должает разворот корпуса с рукой на следующий угол, определенный программой технологического процесса всего робототехнического комплекса.

Таким образом, промышленный робот

позвол ет получить значительное количество точек позиционировани  как по высоте, так и при угловом повороте и горизонтальном перемешении. Это позволит существенно увеличить объем работ, выполн емых роботом в составе различных робототехнологических комплексов, и расщирить область его применени . Кроме того, предложенный привод горизонтального перемещени  руки значительно улучшает динамические характеристики.

Т

+II + I

Ф. 3

18

Фиг.З

16

fj

г ////////////////Л--- 1R

Фиг. 7

Claims (4)

1. ПРОМЫШЛЕННЫЙ РОБОТ, содержащий основание с установленными на нем приводами подъема, горизонтального перемещения и поворота руки, причем на торцовых поверхностях руки закреплены схваты, и систему управления, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет увеличения количества точек позиционирования и улучшения динамических характеристик, он снабжен передачей с гибкой связью и крестообразным рычагом, одним плечом шарнирно установленным на корпусе, при этом привод поворота руки выполнен в виде двух демпферов, моментного пневмодвигателя, на корпусе которого закреплены эти демпферы и выполнены кольцевые проточки, и регулируемых выдвижных и жестких упоров, расположенных в кольцевых проточках корпуса моментного пневмодвигателя, причем одно плечо крестообразного рычага установлено с возможностью взаимодей ствия с регулируемыми выдвижными упорами привода поворота, а друмя другими — поочередного взаимодействия с демпферами, при этом привод горизонтального перемещения руки выполнен в виде установленных по обе стороны от нее двух блоков пневмоцилиндров, кинематически связанных с рукой передачей с гибкой связью, звездочки которой смонтированы на штоках пневмоцилиндров привода горизонтального перемещения, а гибкие элементы этой же передачи закреплены одними концами на руке, а другими — на корпусе привода поворота, а привод подъема выполнен в виде вертикально спаренных пневмоцилиндров и демпферов, установленных на их корпусах, причем приводы подъема и поворота расположены по одной оеи.

2. Робот по π. 1, отличающийся тем, что он снабжен механизмом фиксации горизонтального перемещения руки и направляющими салазками, -закрепленными на корпусе привода поворота, а рука выполнена в виде коробчатой балки с фиксирующими отверстиями на одной из ее граней для взаимодействия с рабочим элементом механизма фиксации и роликами, взаимодействующими с направляющими.

3. Робот по π. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения первоначальной юстировки руки по высоте, пневмоцилиндр привода подъема снабжен направляющими-скалками, установленными жестко в корпусе и с возможностью свободного перемещения в основании. j ,

4. Робот по π. 1, отличающийся! тем, что он снабжен гильзой, а приводы подъема и поворота установлены в этой гильзе.

>