SU1191281A1 - Сборочно-захватна головка манипул тора - Google Patents

Abstract

1. СБОРОЧНО-ЗАХВАТНАЯ ГОЛОВКА МАНИПУЛЯТОРА, содержаща  корпус с закрепленными на нем электромагнитным вибратором и упругими элементами , выполненными в виде плоскопараллельных пружин, соединенньк с захватным органом, снабженным пневмоприводом , и регулируемое  рмо, отличающа с  тем, что, с целью повышени  надежности сборки и расширени  функциональньрс возможностей манипул тора, упругие элементы снабжены электроприводом с регулируемой частотой вращени , соединенным через регул тор питающего напр жени  с датчиком линейных перемещений , установленным на штоке пневмопривода захватного органа, причем указанный датчик также соединен через модул тор амплитуды с электромагнитным вибратором, а захватный орган снабжен устройством контрол  угла перекоса собираемой детали. 2.Головка манипул тора по п. 1, отл.ичающа с  тем, что, устройство коцтрол  угла перекоса собираемой детали выполнено в виде не менее двух чувствительных элементов расположенных в штоскостн осевого сечени  захватного органа и соединенных через блок суммировани  сигналов с регул тором давлени  пневмопривода захватного органа. 3.Головка манипул тора по п. 1, отличающа с  тем, что § шток пневмопривода захватного органа выполнен в виде двух звеньев, сое (Л диненных между собой шарниром с боко вым зазором, превыпающим величину радиального смещени  захватного органа . 4.Головка манипул тора по п. 1, отличающа с  тем, что захватный орган выполнен в виде шарикового зажимного механизма, кинет д х магически св занного со штоком пневмопривода и снабженного втулкой с коническим отверстием, угол конуса которого превьшает угол трени  втулки с шариками, причем указанна  втулка установлена противоположно звену, фиксиру|рцему эти шарики.

Description

11 Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к промьшшенным роботам и манипул торам, предназначенным дл  сборки деталей типа валвтулка . Цель изобретени  - повышение надежности сборки и расширение функциональных возможностей манипул тора путем автоматического управлени  тра екторией поискового движени  вала и режимами сборки, исключающими заклинивание вала на всех этапах его ориентировани  и установки. На фиг. 1 изображена сборочно-захватна  головка, общий вид; на фиг. 2 - блок-схема сборочно-захватной головки. Сборочно-захватна  головка содержит закрепленный на руке манипул тора корпус 1 (фиг. 1), на котором неподвижно установлен трехмембранный пневмопривод 2 с двум  рабочими полост ми А и Б, содержащий в качестве выходного звена шток-толкатель, выполненный в виде двух последовательно расположенных звеньев - собственно штока 3, соединенного верхним концом, посредством рычага 4 с сердечником датчика перемещений 5, и толкател  6, размещенного в захватном органе 7 и кинематически св занного посредством штифта 8 с втулкой 9, имеющей на внутренней поверхности конус с углом 0 уклона i величина которого больше угла трени  в месте контакта шариков 10 (размещенных по окружности } с захватываемой поверхностью детали типа валик 11. Втулка 9 и закрепленна  на ней дл  фиксации шариков 10 втулка 12 подпружинены пружиной 13. Причем угол /3 внутреннего конуса фиксирующей втулки 12 (в отличие от угла оС ) меньше угла трени  в месте контакта шариков 10 с валиком 11 с целью обеспечени  зажи- ма последнего при транспортировке на позицию сборки. Шток 3 и толкатель 6 соединены между собой шарниром 14, имеющим боковые зазоры, превьппающие величину (амплитуду ) радиального смещени  захватного органа 7 относительно корпу са 1 . Упругие элементы 15, выполненные в виде плоскопараллельных пружин, несущих захватный орган 7, закреплены на торце ведомого колеса 16, установленного на опорах качени  12 ( подшипниках ) 17 и снабжены приводом вращени  от электродвигател  18 посто нного тока .через ведущее колесо 19. На корпусе пневмопривода 2 неподвижно закреплен электромагнит 20, служащий дл  воздействи  через регулировочное  рмо 21 на захватный орган 7. В плоскости осевого сечени  захватного-органа 7 установлены чувствительные элементы 22 и 23, контактирующие через износостойкие наконечники соответственно 24 и 25 с захватьшаемым валиком 11. Чувствительные элементы (ЧЭ ) вьшолнены в виде плоских пружин с наклеенными на них тензорезисторами, величина деформации которых определ ет изменение их электрического сопротивлени , а значит и тока сети, в которую они включены. Так как захватный орган совершает вращательное , двилсение, то вьшоды ЧЭ подсоединены к коллекторным кольцам 26, собранным в пакет, закрепленный на ведомом колесе 16, и контактирующим при вращении с токосъемными;щетками 27, неподвижно закрепленным на корпусе 1 . I ЧЭ (фиг. .2) подключены к блоку 28 суммировани  (БС ), который через усилитель 29 сигналов (УС)соединен с регул тором 30 давлени  (РД|, в свою очередь, сопр женнь1М посредством пневмоклапанов (ПК ) 31 с рабочими полост ми А и Б пневмопривода 2. Имеющийс  в головке датчик 5 перемещений (ДП), через УС 32 соединен с регул тором 33 напр жени  (РК, подключенным параллельно к обмотке возбуждени  электродвигателе 18. Кроме того, датчик 5 перемещений также подключен к модул тору 34 амплитуды (мл), соединенному с обмоткой электромагнита 20. Сборочно-захватна  головка работает Следующим образом. Головка закрепленна  на руке манипул тора (не показано ) посредством корпуса 1, доставл етс  на позицию выдачи одной из сопр гаемых деталей и производит захват валика 11, При этом с циклового программного устройства ( ЦПУ ) манипул тора поступает сигнал на включение одного из пневмоклапанов 31, соединенного с поло-, стью А пневмопривода 2. Под действием давлени , созданного в полости А, шток 3, перемеща сь вверх, одновременно через толкатель 6, штифт 8 и

31

втулку 9 т нет фиксирующую втулку 12, деформиру  при этом пружину 13. Втулка 12, набега  внутренним кону сом с углом /3 на шарики 10, производит их фиксацию, в результате чего и происходит зажим валика 11. После доставки валика 11 на позицию сборки манипул тор по команде с ЦПУ устанавливает головку с валиком 1 1 отверстием сопр гаемой втулки, установленной в базовом приспособлении (не показано ). Далее, не снима  давлени  в полости А пневмопривода 2, п сигналу с ЦПУ манипул тора включают второй пневмоклапан 31, в результате чего создаетс  давление в полости Б пневмопривода 2.. Шток 3 вследствие разности эффективных площадей мембран пневмопривода 2 перемещаетс  вниз и посредством толкател  6 осу- ществл ет прижим валика 11 в торцу сопр гаемой втулки.

При этом втулка 12 под действием пружины 13 освобождает шарики 10, после чего втулка 9 под действием той же пружины 13 набегает.конической поверхностью с углом оС на шарики 10, но так как угол л(в отличие от угла у5 ) значительно больше угла трени , то втулка 9 не фиксирует шарики 10, а лишь поджимает их к валику I1, производ  тем самым выборку зазора между последними, что необходимо в повьшдени  точности последующего сканировани ,

Если погрешность относительной ориентации собираемых деталей боль1пе зазора в их соединении, то сборка невозможна , отсутствует перемещение штока 3, о чем свидетельствуют показани  ДП 5. По сигналу ЦПУ манипул тора включаетс  электромагнит 20, сообщающий через  рмо 21 захватному органу 7, установленному на упругих элементах 15, колебательные движени  с посто нной частотой и амплитудой, превышающей или равной погрешности от носительной ориентации. Одновременно с электромагнитом 20 включаетс  элект родвигатель 18, который через ведущее 19 и ведомое 16 колеса, сообщает вращательное движение упругим элементам 15, обеспечива  тем самым изменение направлени  смещени  захватного органа 7, т.е. равнозначное сканирование всей области рассогласовани  объектов сборки. Валик 11 (не ьраща сь ) в результате суммы двух движе2814

НИИ - вынужденных радиальных колебаний и вращени  упругих элементов 15, совершает поисковые движени  по траетории , соответствующим этапам сог1р - жени .

При совмещении контуров валика и втулки происходит западание валика в отверстие сопр гаемой втулки под действием усили  сборки, определ емого давлением в полост х А и Б пневмопривода 2 и сообщаемого валику 1I через шток 3 и толкатель 6. Причем усилие сборки всегда приложено по центру валика, так как толкатель 6 совершает радиальные колебани  совместно с валикрм 11, вследствие того что боковые зазоры в шарнире 14, соедин ющем подвижный толкатель 6 и неподвижный в радиальном направлении шток 3, больше величины радиального смещени  захватного органа 7.

Сохранение точки приложени  сборочного усили  позвол ет исключить дЬполнительный опрокидывающий момент при смещении валика, т.е. предупреждать перекос и заклинивание. I

Дальнейшее вертикальное перемещение валика 11, а значит и штока 3, регистрируетс  ДП 5, который через УС 32 подает сигнал на РН 33, управл ющий частотой вращени  электродвигател  18. При этом РН 33, уменьша  величину питакицего напр жени , пропорционально сигналу ДП 5, производит уменьшение числа оборотов электродвигател  18 н через колеса 19 и 16 соответствующее их передаточному отношению число оборотов упругих элементов 15, что в результате приводит к увеличению плотности поиска и увеличению числа колебаний захватного органа 7, приход щихс  на один его оборот вокруг оси.

Одновременно сигнал от ДП 5 через УС 32 поступает на МА 34, уменьшающий амплитуду колебаний электромагнитом 20 до значени 

. ,

где а г- амплитуда колебаний на втором этапе сопр жени ; Л - размер фаски отверсти , если такова  имеетс ; cTj - величина зазора в соединении вал-втулка, определ ема  точностью сопр жени .

По мере продвижени  валика в отверстие втулки ДП 5 вырабатывает пропор циональный величине перемещени  сигнал и через УС 32, РН 33 и МА 34 соответственно уменьшает частоту вращени  (увеличива  тем самым плотность поиска ) электродвигател  18 и амплитуду колебаний электромагнита 20.

При перекосе валика 11 и его заклиниваиии возникает пропорциональна  углу перекоса разность деформаций ЧЭ 22 и 23, что определ ет разность сигналов, поступающих в БС 28, который вырабатывает на выходе сигнал, пропорциональный разности сигналов, поступающих с ЧЭ 22.и 23. Указанный сигнал через УС 29 поступает на РД 30 который производит уменьшение давлени  в полост х А и Б пневмопривода 2, что в свою очередь, вызывает умень

шение усили  сборки, в результате чего устран етс  перекос валика П.

После устранени  угла перекоса при выравниваСнии оси валика 1 1 исчезает и разность деформаций ЧЭ 22 и 23, т.е. разность сигналов на входе БС .28, а значит, и сигнал на его выходе j равны нулю. При отсутствии сигнала на входе РД 30 его распределительный золотник (не показано) возвращаетс  в исходное положение, позтому давление в пневмоприводе 2 восстанавливаетс , придава  усилию сборки прежнее значение, в результате чего сборка деталей продолжаетс  до захода валика во втулку на необходимую величину сопр жени .

На этом сборочный процесс заканчиваетс . Манипул тор производит отвод головки в исходное положение. Далее цикл повтор етс .

fS

П с

fife. 2

Claims (4)

1. I. СБОРОЧНО-ЗАХВАТНАЯ ГОЛОВКА МАНИПУЛЯТОРА, содержащая корпус с закрепленными на нем электромагнитным вибратором и упругими элементами, выполненными в виде плоскопараллельных пружин, соединенных с захватным органом, снабженным пневмоприводом, и регулируемое ярмо, от — личающаяся тем, что, с целью повышения надежности сборки и расширения функциональных возможностей манипулятора, упругие элементы снабжены электроприводом с регулируемой частотой вращения, соединенным через регулятор питающего напряжения с датчиком линейных перемещений, установленным на штоке пневмопривода захватного органа, причем указанный датчик также соединен через модулятор амплитуды с электромагнитным вибратором, а захватный орган снабжен устройством контроля угла перекоса собираемой детали.
2. 2. Головка манипулятора по π. 1, отличающаяся тем, что, устройство контроля угла перекоса собираемой детали выполнено в виде не менее двух чувствительных элементов расположенных в плоскости осевого сечения захватного органа и соединенных через блок суммирования сигналов с регулятором давления пневмопривода захватного органа.
3. 3. Головка манипулятора по π. 1, отличающаяся тем, что шток пневмопривода захватного органа выполнен в виде двух звеньев, соединенных между собой шарниром с боковым зазором, превьапающим величину радиального смещения захватного органа.
4. 4. Головка манипулятора по π. 1, отличающаяся тем, что захватный орган выполнен в виде шарикового зажимного механизма, кинет магически связанного со штоком пневмопривода и снабженного втулкой с коническим отверстием, угол конуса •которого превышает угол трения втулки с шариками, причем указанная втулка установлена противоположно эвену, фиксирующему эти шарики.

   1 1