SU1186077A3 - Промышленный робот - Google Patents

Abstract

ПРОМЬШШЕННЫЙ РОБОТ, смонтированный на корпусе металлорежущего станка, содержащий механическую руку, установленную с возможностью перемещени  в плоскости, перпендикул рной продольной оси шпиндел  металлорежущего станка, захватный орган, установленньй на одном конце механической руки при помощи цапфового механизма, имеющего вал и приводы, о т л и ч щ и и с   тем, что, с целью расширени  технологических возможностей, привод поворота захватного органа выполнен в виде двух пневмоцилиндров, имеющих общий шток, несущий регулируемые ограничители хода, при этом первый пневмоцилиндр расположен на руке неподвижно и имеет размещенные на своем корпусе шкив и направл ющую планку, на которой с возможностью перемещени  установлен второй пневмо . цилиндр, а элементы нат жени , соедин ющие между собой вал цапфового О) механизма и шкив, прикреплены к корпусу второго пневмоцилиндра.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к промышленным роботам. Целью изобретени   вл етс  расширение технологических возможностей промышленного робота за счет обеспечени  вращени  вала цапфы и установки его в различных точках О, 90 и 180° На фиг. 1 изображен промышленный робот, установленный на металлорежущем станке, общий вид; на фиг. 2 конструкци  подъемного элемента;, на фиг. 3 - соединение между рычагом, цапфой и двойной рукой; на фиг. 4 цапфа , поперечный разрез; на фиг. 5 то же, продольный разрез; на фиг. 6 взаимосв зь между цапфой и механизмом прерывистого движени ; на фиг. 7 - механизм прерывистого движени , разрез; на фиг. 8 г вращаюищй механизм цапфы; на фиг. 9 - второй пневмоцилиндр, разрез; на фиг. 10 операции четырехпозиционного перемеще ни ; на фиг. 11 и 12 - операции установки и выемки заготовки,вьтолн}пощие промышленным роботом (а, Ь, с, d, е) Металлорежущий станок 1 имеет патрон 2, св занный со шпинделем, дл  удержани  обрабатываемой детали, поднесенной к патрону промыпшенным роботом, и дверцу 3 (открытое положение ) , которую можно перемещать в направлении стрелки дл  закрывани  подвижных частей станка, когда идет операци  резки заготовки. Стол 4 дл  обрабатываемых заготовок, вьшолненный из стальной рамы и имеющий множество способных перемещатьс  по столу поддонов 5 питател , каждый из которых несет заготовку 6. Поддоны 5 под заготовки 6 перемещают в сущности по элипсовой траектории по поверхности стола 4 посредством приводного устройства (не показано). При перемещении поддона на позицию, при которой поддон располагаетс  ниже захватного устройства робота, подъемный элемент 7 поднимает этот поддон так, чтобы робот мог захватить заготовку. Подъемный элемент 7 (фиг. 2) включает основание 8 дл  толкани  поддона 5 в направлении вверх от стола 4. Основание 8 на своей верхней поверхности имеет пальцы 9, вход щие в фиксирующие отверсти , выполненные в поддоне 5, и направл ющий шток 10, прикрепленный к нижней стороне упом нутого основани , к каждому из четырех углов последнего. Каждый направл ющий шток 10 проходит через верхнюю поверхность стола 4. Толкак ций шток 11 имеет нижний резьбовой конец, взаимодействующий с подъемным винтом 12, Последний св зан с приводным двигателем 13 через ремень 14 таким образом, что при вращении двигател  винт 12 поворачиваетс , осуществл   тем самым поднимание и опускание толкающего штока 11,. а следовательно, и поддона 5 через основание В. Позици  14 обозначает тормоз. Промышленньй робот 15 включает основной корпус 16, смонтированный на верхней поверхности металлорежущего станка 1 и способный совершать перемещение в направлении шпиндел  (т.е. вдоль оси X) при помощи пневмоцилиндра (не показан), рычаг 17, прикрепленный шарнирно к основному корпусу 16 с возможностью поворотного движени , двойную руку 18, цапфу 19 и пневмоцилиндр 20, шарнирно прикрепленный к основному корпусу 16 с возможностью совершени  качательного движени . Двойна  рука 18 содержит первьй захват 21 и второй захват 22, расположенные один над другим и способные совершать синхронное вращение при помощи вращающегос  механизма цапфы, описываемого ниже. Захваты 21 и 22 имеют соответствующие друг другу пальцы 23 и 24, которые могут независимо один от другого перемещатьс  в сомкнутое и разомкнутое положение. Цапфа 19 крепитс  к фиксирующему кронштейну (не показан), прикрепленному к концу рычага 17. На фиг. 3 показан упрощённый вид цапфы и окружающих ее частей, а на фиг. 4 и 5 дан более детальный вид этой цапфы. Опорный кронштейн 25 имеет дугообразную направл ющую щель 26, -позвол ющую регулировать угол S между рычагом 17 и цапфой 19. После ослаблени  гайки 27 устанавливают необходимый угол, который фиксируют зат гиванием упом нутой гайки. Угол S регулируют так, чтобы захватывающие поверхности захватов 21 и 22 бьши параллельны поверхности питател  заготовок при one- рации захватывани  необработанной детали с питател .. Цапфа 19 включает корпус (цилиндрическое тело) 28, вращающийс  вал 29, размещенный в корпусе 28 с возможностью вращени , проволоки 30 и 31, охватывающие вращающийс  вал, подшип ники 32 и четыре механизма прерывистого движени  33 (показан только один), обеспечивающих приостановку вращающегос  вала 29 в какой-либо одной, выбранной из четырех позиций, соответствующих О , 80 . Один конец проволоки 30 при помощи винта прикреплен к вращающемус  валу 29 и несколькими витками охватывает последний , а другой ее конец прикреплен к подвижному пневмоцилиндру чере , шкив вращающегос  механизма внутри рычага. Один конец проволоки 31 ана1ЛОГИЧНЫМ образом прикреплен винтом |К вращающемус  валу 29 и охватывает последний , а другой конец его прикреплен винтом к пневмоиилинпру. Следовательн когда пневмоцилиндр (не показан на фиг. 4) при-движении т нет проволоку 30 вправо или влево (фиг. 5), вра щающийс  вал 29 вращаетс  либо по часовой, либо против часовой стрелки поворачива  при этом двойную руку 18 (см. фиг. 1 и 3), котора  прикреплен к вращающемус  валу 29 так, что обра зует с ним единое целое тело. Механизмы 33 прерывистого движени  пре ,дотвращают колебани  цапфы 19 и обес печивают фиксацию последней в любой из позиций, соответствующих О , ±90 и 180°. Колебани  нагрузочного крут щего момента подвергают проволоки 30 и 31 упругой деформации, что приводит к колебани м цапфы 19. Дл  предотвра щени  таких колебаний вращающийс  вал 29 включает четыре У-образных. фиксирующих выреза ЗА; один вьфез располагают на каждой из четырех позиций о, вращающемс  валу. Кроме того, механизмы прерывис того движени  имеютс  и на корпусе (цилиндрическом теле) 28, где дни удалены друг от друга на угол 90° дл  совмещени  с вырезами 34 (см. фиг. 5 и 6). На фиг. 7 показан разрез механизма 34 прерывистого движени , имеющий полую зажимную гайку 35, навинчивающуюс  на резьбу, вьшолненную внутри корпуса (цилиндрического тела) 28, шарик 36, пружину 37, установленную в полую часть зажимной гайки 35 дл  отталкивани  шарика 36 к центру вра ,щающегос  вала 29. Таким образом, шарик 36 под давлением вступает в ко такт с окружной поверхностью 38 вращающегос  вала 29 при вращении последнего . При остановке вращагацегос  вала в положени х О , 90и 180 шарик 36 под действием силы давлени  пружины 37 заталкиваетс  в один из У-образных вьфезов 39, удержива  таким образом вращающийс  вал 29 от колебаний . Пневмоцилиндр 20 осуществл ет поворачивание рычага 17, дл  этого он включает порщневой шток, один конец которого прикреплен к рычагу. Справа и слева к пневмоцилиндру 20 подвод тс  трубопроводы подачи воздуха (не показаны). При подаче воздуха из трубопровода у правого конца пневмоцилиндра поршневой шток выходит из цилиндра, поворачива  рычаг 17 в направлении стрелки А. При подаче воздуха из трубопровода у левого конца пневмоцилиндра поршневой шток входит в цилиндр, поворачива  рычаг 17 в направлении стрелки В. Дл  обеспечени  надежных режимов установки и извлечени  заготовок угол поворота рычага 17 и рассто ние, проходимое корпусом робота 16 продольно шпинделю, ограничивают при помощи концевых выключателей или упоров , принима  во внимание положение патрона и положение поддона 5, когда он подн т подъемным элементом 7. Вращающийс  механизм- 19 цапфы (фиг. 8) содержит.первый пневмоцилиндр 39, второй пневмоцилиндр 40 и шкив 41, который размещен внутри рычага 17, именщего полую удлиненную форму. Рычаг 17 имеет раму 42, к которой неподвижно прикреплен первый пневмоцилиндр 39. Первый пневмоцилиндр имеет поршневой шток 43 и приспособлен дл  перемещени  этого поршневого штока на рассто нии, соответствующее180 оборота цапфы. К соответствук цим концам пневмоцилиндра 39 подсоединены трубопроводы (каналы) подачи воздуха 44 и 45. На первом пневмоцилиндре 39 установлен шкив 41. Между вторым пневмоцилиндром 40 и цапфой 19 прот нуты проволоки 30 и 31. Когда эти проволоки т нут влево или вправо, (на фиг.В), вращающийс  вал совершает вращение вперед или назад. За одно целое с первым пневмоцилиндром выполнена направл юща  планка 46, вдоль которой перемещаетс  второй пневмоцилиндр 40. Второй пневмоцилиндр 40 (фиг. 10) имеет ножки 47, подшипники 48 (фиг. включенные в упом нутые ножки, крепежный элемент 49, к которому непод вижно прикреплены проволоки 30, 31, причем указанный крепежный элемент жестко прикреплен к раме 50 второго цилиндра посредством винтов, и труб проводы подачи воздуха 51 и 52, подсоединенные к соответствующим концам цилиндра. Второй пневмоцилиндр 40 посажен на направл ющую планку 46 с возможностью свободного перемещени по ней при помощи подшипников 48. Проволоки 30и 31, прикрепленные одним своим концом к вращающемус  валу 29 цапфы посредством винтов, имеют соответствующие друг другу БИНТЫ 53 и 54, прикрепленные к други их концам. Эти винты проход т сквозь отверсти , выполненные в крепежном элементе 49, и прикреплены к последней зат нутыми с обеих сторон ее гайками. Ко второму цилиндру таким образом креп тс  проволоки. На фиг.8 позици  54 обозначает пару роликов, установленных на рычаге 17. Хот  дли на проволок при регулировании угла 9 между (фиг. 3) рьиагом 17 и цапфой 1 от вращающегос  вала 29 цапфы мен етс , такое изменение длины можно регулировать вращением винтов 53 . и 54. Поршневой шток 43  вл етс  общим дл  первого и второго пневмоцилиндров 39 и 40. К концу поршневого штока 43, расположенному в первом пневмоцилиндре 39, прикреплен поршень 55 а к концу поршневого щтока, расположенному во втором пневмоцилиндре 40, поршень 56. Таким образом, в каждом воздушном цилиндре образованы две воздушные камеры и, следовательно, всего имеетс  четыре воздушные камеры . Позици  57 обозначает ограничитель , точной регулировкой которсзго обеспечивают регулирование длины хода поршневого штока 43. Четырехпозидионную установку цапфы или захватов устанавливают следую щим образом. Цапфу 19 устанавливают в одну из позиций 0°, ±90и 180, в зависимости от чего в соответствующие камеры из четырех воздушных камер, образованных в перовом и втором пневмоцилиндрах 39 и 40, подают воздух под давлением. Цапфа 19 распо лагаетс  в позиции 90 , когда поршне вой шток 43 и второй цилиндр 40 имеют взаимные позиционные положени , показанные на фиг. 8. При подаче роздуха в цилиндры из впускных каналов 45 и 51 второй цилиндр 40 совершает перемещение влево, чтобы зан ть положение, показанное на фиг. 10. При движении цилиндра 40 движутс  проволоки 30, 31, устанавливающие вращающийс  вал в положение О . С другой стороны, при подаче воздуха только в первый пневмоцилиндр 39 из впускного канала 44 (на фиг. 8) поршневой шток 43 перемещаетс  вправо на рассто ние, соответствующее обороту на 180°. При перемещении на это рассто ние поршень 56 доходит до упора в правую стенку второго пневмоцилиндра 40, как только будет достигнута перва  половина хода поршн , соответствующа  обороту на 90 , После этого второй пневмоцилиндр 40 сов.ершает перемещение вправо на рассто ние , соответствующее обороту на 90 , проход  вторую половину хода поршн . Общее рассто ние, покрываемое вторым цилиндром 40 соответствует 90и таким образом цапфа 19 в этом случае занимает позицию 180°(см. фиг. 10). Далее, если воздух подавать в пневмоцилиндры из впускных каналов 44 и 52, начина  с состо ни , показанного на фиг. 10,.которое соответствует позиции 180 , то пневмоцилиндр 40 будет перемещатьс  далее вправо на рассто ние, соответ- ствующее обороту 90 , и т нуть проволоки , поворачивающие при этом цапфу 19 на 270 (-90°) (цапфа занимает позицию 90 , что соответствует виду на фиг. 8). Перемещение обрабатываемой детали 6 между столом 4 и. металлорежущим станком 1, а точнее установка и выемка обрабатьгоаемой детали, показано на фиг. 11 и 12. Примем продольное -направление шпиндел  металлорежущего станка за ось Х, а направление поворота рычага за ось А. Прежде 4QM робот приступит к выполнению своих функций, необходимо выполнить р д настроек и регулировок. Во-первых , повернуть рычаг в обратном направлении по оси А, т.е. против часовой стрелки, затем установить ,такой угол между цапфой 19 и рычаjroM 17, чтобы захватывающий центр захвата 21, удерживаемого перед патроном 2, совпадал с центром патрона. Такое состо ние показано сплошными пини ми на фиг. 11. После такой регулировки зат гивают гайку 27 (фиг. 3), фиксиру  угол, установлен ный между цапфой и рычагом. Далее устанавливают ограничитель (не пока зан) дл  оси А дл  ограничени  поворотного движени  рычага 17 в обратном направлении (против часовой стрелки) по упом нутой оси. Кроме того, регулируют положение ограничи . тельной пластины (не показана), устанавлива  предел хода рычага 17 в обратном направлении по оси X. Далее рычаг 17 перемещают вдоль оси X в пр мом направлении по оси X и поворачивают по оси А в пр мом направлении (по часовой стрелке) таким образом, чтобы захватывающие поверхности захвата 21 располагались параллельно поверхности поддона питател  заготовок. (Это состо ние показано пунктирными лини ми на фиг. 10). После этого регулируют положение оставшегос  ограничител  (не показан) дл  ограничени  поворотного движени  рычага 17 в пр мом направлении по оси А, и положение ограничительной пластины (не показана ) дл  ограничени  движени  рычага 17 в пр мом направлении по оси X На этом завершаютс  ограничительные и другие регулировки, в результате чего робот готов к обслуживанию металлорежущего станка так, как это описываетс  ниже. Предположим, что захват 22 захватывает еще не обработанную деталь 6 в начале предСТОЯ1ЦИХ последовательных операций, а захват 21 свободен. Установку и выгрузку обрабатываемых деталей отно сительно патрона 2 (без операции укладки деталей на поддон) выполн ют в следующей последовательности, отражакжей работу робота; по сигналу , генерируемому устройством управлени  58 (фиг. 11), установленному в задней части металлорежущего станка , открывают дверцу 3; пусковым сигналом поворачивают рычаг 17 в обратном направлении по оси А; сигналом рычаг 17 перемещают в обратном направлении по оси X, после чего смыкают пальцы 23 захвата 21 обработанной детали, удерживаемой патроном 2; патрон 2 раскрывают, освобожда  деталь 6; сигналом рычаг 17 перемещают на короткое рассто ние в пр мом направлении по оси X: захваты 21 и 22 поворачивают на 180 относительно цапфы, после чего сигналом рычаг 17 перемещают в обратном направлении по оси X дл  подношени  необработанной детали 6, удерживаемой захватом 22, к патрону 2; патрон 2 закрывают дл  захвата им необработанной детали 6, после чего пальцы 23 д}азвод т, освобожда  деталь 6; сигналом рычаг 19 перемещают в пр мом направлении по оси X, после чего рычаг поворачивают в пр мом направлении по оси А при помощи сигнгша пуска рычага; дверцу 3 металлорежущего станка 1 закрьгаают; захваты 21 и 22 поворачивают на 90°относительно цапфы в положение, при котором захват 22 ниже захвата 21; поддон 5 питател  заготовок, несущий необработанную деталь 6, поднимают, как показано на фиг. 12, поднима  таким образом деталь 6 к захвату 22; смыкают пальцы 23 дл  захвата детали 6, после чего поддон опускают на часть пути; захваты 21, 22 поворачивают на 180°относительно цапфы t7, устаг навлива  их в положение, при котором, захват 21 располагаетс  ниже захвата 22; поддон 5 поднимают; пальцы 23 захвата 2t раз в1асают, укладыва  деталь 6 на поддон 5; поддон 5 опускают к столу А (фиг. 1), и захваты 21 и 22 поворачивают на 90 относительно цапфы.17 дл  выполнени  следуюцего цикла

Ptf д. Я

зв

34

/«

РивЛ

t3

S6 Jf«74e« 07 Si

Я7 s 30 «a tto

«0

3t M ate n

I Itll /

/

I

a к

(Пив. в

39

( 56

I

I rfl

55

57 57

39 55

fl

55

39

I

в

57 3 57 56W

39

,/ / / V

IJ rf I

Ч

«J 57 57 4fO 56

L

55 0

«J 57 57

I

I i

V /

Фаз. 10

iPue. 11

21

ff 21

z

22

21

Claims (1)

1. ПРОМЬИЛЕННЫЙ РОБОТ, смонтированный на корпусе металлорежущего станка, содержащий механическую руку, установленную с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной продольной оси шпинделя металлорежу- щего станка, захватный орган, установленный на одном конце механической руки при помощи цапфового механизма, имеющего вал и приводы, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, привод поворота захватного органа выполнен в виде двух пневмоцилиндров, имеющих общий шток, несущий регулируемые ограничители хода, при этом первый пневмоцилиндр расположен на руке неподвижно и имеет размещенные на своем корпусе шкив и направляющую планку, на которой с возможностью перемещения установлен второй пневмоцилиндр, а элементы натяжения, соединяющие между собой вал цапфового механизма и шкив, прикреплены к корпусу второго пневмоцилиндра.

   SU «,1186077

   1 186077