SU1756142A1 - Промышленный робот - Google Patents

Abstract

Использований автоматизаци  основных и вспомогательных технологических операций, в т.ч. сн тие обло , резки литников , опиловки заусенцев, шлифовки и других процессов механообработки. Сущность изобретени  промышленный робот состоит из основани  1 с поворотной колонией 2, на которой шарнирно установлен рычаг 3 с механической рукой 5, закрепленной на нем средней частью На концах механической руки 5 установлены основные и дополнительные модули - качани  8 и 9 и исполнительные 10 и 11, а в полости ко рпуса механической руки размерены коаксиальные валы, наружный из которых кинематически св зан с модул ми качани , а внутренний - с исполнительными модул - ми. Причем один из исполнительных модулей выполнен в виде инструментального шпиндел  11 1 з.п ф-лы 4 ил

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к промышленным роботам, примен емым дл  автоматизации основных технологических операций, в частности дл  сн ти  обло , резки литников, опиловки заусенцев , шлифовки и других процессов механообработки .

Известны промышленные роботы, примен емые дл  автоматизации основных технологических операций Рука таких роботов содержит исполнительный модуль, предназначенный дл  выполнени  конкретной технологической операции Например, дл  сн ти  обло  или резки литников робот содержит схват, которым осуществл етс  поочередна  подача деталей под вращающийс  инструмент, закрепленный в специальном оборудовании, включаемом в состав роботизированного комплекса (Авт, св. № 1369889, кл. В 25 J 11/00)

В других случа х исполнительный модуль выполн етс  в виде инструмента, например инструментального шпиндел  или сварочного агрегата, или окрасочного пистолета , которым выполн етс  конкретна  технологическа  операци  (за вка ФРГ № OS 3 716688, кл В 25 J 17/00, за вка Японии № 63-12753, кл. В 25 J 9/06). При этом вспомогательные операции по установке, ориен тации, закреплению и сн тию деталей выполн ютс  дополнительным оборудованием

Общим недостатком рассмотренных решений  вл ютс  недостаточные функциональные возможности робота. Это приводит к сложной конструкции роботизированного комплекса, снижению его надежности, увеличению стоимости, увеличению зан тых площадей, затрат на эксплуатацию из-за необходимости применени  дополнительного

NJ СП

О

Ј

N)

оборудовани ,- предназначенного дл  выполнени  функций, не реализуемых роботом .

Наиболее близким к предполагаемому изобретению  вл етс  робот PUMA фирмы Unimation, аналогом которого в СССР  вл етс  робот РМ-01 советско-финского производства (см. проспект фирмы NORIA (Финл нди ) Промышленное роботы, проспект фирм NORIA (Финл нди ) и Минради- опром (СССР). Автоматизаци  производства 1.

Робот содержит основание, поворотную колонну, установленную на основании, рычаг, шарнирно св занный с поворотной колонной, механическую руку, установленную на конце рычага и включающую полый корпус, два коаксиально расположенных в полости корпуса вала, св занные с модулем качани  и исполнительным модулем. Исполнительный модуль св зан с модулем качани  присоединительным узлом и выполнен в виде унифицированного держател , снабженного различного вида рабочими органами , например, схватом,инструментальным шпинделем. Эти держатели располагаютс  в инструментальном магазине (см. проспект фирм NOR1A (Финл нди ) и Минрадиопром (СССР), Автоматизаци  производства).

При обработке робот автоматически мен ет держател  с рабочими органами в соответствии с технологическим процессом обработки конкретной заготовки. Такое решение позвол ет избавитьс  в роботизированном комплексе от дополнительного оборудовани , поскольку большинство функций выполн етс  роботом.

Существенным недостатком рассмотренного решени   вл етс  низка  производительность роботизированного комплекса при обработке заготовок с малым машинным временем обработки, автоматизацию обработки которых экономически целесообразно осуществл ть в первую очередь. Это определ етс  тем, что дл  каждой обрабатываемой заготовки требуетс  не менее двух замен держателей- одна дл  замены держател  с инструментом, которым обрабатывалась предшествующа  заготовка, на держатель со схватом, которым следующа  заготовка должна быть установлена в позицию обработки, друга  - дл  замены схвата на инструмент, которым будет обрабатыватьс  данна  заготовка.

Другим недостатком  вл етс  то, что держатели имеют сложную конструкцию, поскольку каждый из них содержит автономный привод, обычно пневматический , дл  вращени  инструмента или перемещени  губок схвата Кроме того такие

решени  на позвол ют вести обработку на интенсивных режимах из-за недостаточной мощности приводов инструмента, поскольку ограничены габариты и масса держателей , в которых располагаетс  привод.

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности промышленного робота.

Эта цель достигаетс  тем, что промыш0 ленный робот снабжен дополнительными модул ми - качани  и исполнительным, а механическа  рука шарнирно св зана с рычагом своей средней частью, причем концы наружного вала механической руки Кинема5 тически св заны с модул ми качани , а концы внутреннего вала - с исполнительными модул ми, при этом дополнительный исполнительный модуль выполнен в виде инструментального шпиндел .

0 Оснащение промышленного робота механической рукой, котора  шарнирно св зана с рычагом своей средней частью и котора  снабжена дополнительным модулем качани  с исполнительным модулем,

5 выполненным в виде инструментального шпиндел , обеспечивает повышение производительности робототехнологического комплекса за счет сокращени  вспомогательного времени, поскольку исключаютс 

0 операции по смене исполнительного модул  при сн тии обло , резке литников, опиловке заусенцев и других операци х, где обычно требуетс  только схват и один инструмент , обычно фреза или абразивный круг.

5Расположение дополнительных исполнительного модул  и модул  качани  на свободном конце руки обеспечивает статическую балансировку робота, а значит, и повышение его грузоподъемности. При0 чем это решение обеспечивает применение дл  инструментального шпиндел  автономного привода повышенной мощности относительно аналогов, что позвол ет применить интенсивные режимы обработ5 ки, а значит, дополнительно сократить врем  обработки.

При необходимости робот может известными способами автоматически сменить непосредственно инструмент в инструмен0 тальном шпинделе, а не держатель с приводом и инструментом, как это реализовано в известных аналогах,

На фиг. 1 изображен промышленный робот, общий вид; на фиг. 2 - рука робота и

5 модуль качани , разрез; на фиг. 3 и 4 - схемы перемещений рабочих органов робота при установке заготовки и ее обработке в составе роботизированного комплекса.

Промышленный робот (фиг. 1) включает основание 1, поворотную колонну 2, качающийс  рычаг 3, на выходном валу 4 которого закреплена рука 5, противоположные концы которой содержат валы-корпусы ки с тей 6 и 7, несущие модули качани  8 и 9 с исполнительными модул ми соответственно , один из которых выполнен в виде схвата 10, а другой - в виде инструментального шпиндел  11 с инструментом 12.

Валы-корпусы кистей 6 и 7установлены в корпусе руки на подшипниках 13 и жестко св заны между собой валом 14, а зубчатыми колесами 15,16 и редуктором 17 соединены с электродвигателем 18. Корпус модул  качани  8 жестко соединен с валом 19. кинематически св занным зубчатыми колесами 20, 21, 22, 23 и наружным полым валом 24 с приводом качани  (на чертеже не показан). Конструкци  дополнительного модул  качани  9 аналогична и приводитс  в движение от того же привода. В полом валу 24 на подшипниках 25 установлены внутренний вал 26, св занный зубчатыми колесами 27, 28, 29, 30, 31 с приводным валом 32, передающим вращение на инструментальный шпиндель. Аналогичной конструкцией передаетс  вращэкЗщий момент на схват. Приводы валов 24, 26 на чертеже не показаны. В состав роботизированного комплекса дл  сн ти  обло  кроме робота вход т (см. фиг, 3, 4) накопитель 33 с заготовками 34, приспособление 35 с автоматическими зажимами 36, в котором устанавливаетс  и закрепл етс  заготовка дл  обработки.

Промышленный робот функционирует следующим образом.

В исходном состо нии рука 5 обращена схватом 10 к расположенным в накопителе 33 заготовкам 34 (см. фиг 3) По командам системы управлени  робот захватывает схватом очередную заготовку,вынимает ее из накопител  и, поворачива сь на основании 1, устанавливает заготовку в приспособление 35, в котором она закрепл етс  зажимами 36. После чего робот, поворачива  валом 4 руку 5 на 180 , направл ет на за готовку инструментальный шпиндель 11 с инструментом 12, которым осуществл етс  обработка в соответствии с заданной управл ющей программой. При этом ротаци  схвата и инструментального шпиндел  осуществл етс  от электродвигател  18 через редуктор 17, зубчатые колеса 15, 16 и вал- корпус 6, а через вал 14 на вал-корпус 7 (см. фиг, 2), Качание модулей также выполн етс  от общего привода через вал 24, зубчатые колеса 23, 22, 21, 20 и вал 19.

Предлагаемое изобретение имеет существенные отличий от известного, заключающиес  в том, что промышленный робот дополнительными модул ми - качани  и исполнительным, а механическа  рука шарнирно св зана с рычагом своей средней частью, причем концы наружного вала механической руки кинематически св 5 заны с модул ми качани , а концы внутреннего вала - с исполнительными модул ми, при этом дополнительный исполнительный модуль выполнен в виде инструментального шпиндел .

0 Описанна  совокупность существенных отличий позвол ет иметь следующие преимущества предлагаемого изобретени 1

-Повышение производительности робота при сн тии обло , резке литников, опи5 ловке заусенцев и других операци х, где

обычно примен етс  только схват и один

инструмент, не менее чем в 2 раза за счет

исключени  операций по поочередной за мене схватов на инструмент,

0 - повышение производительности не менее чем на 30-40% на детал х, где по технологическому процессу требуетс  более 2-х исполнительных модулей за счет сокращени  количества смен исполнительных

5 органов, при этом мен етс  не держатель с инструментом, а только инструмент;

-улучшение технических характеристик робота за счет обеспечени  статического уравновешивани  руки, достигаемого рас0 положением дополнительного ориентирую- 1цего и исполнительного модулей на противоположном конце руки;

-дополнительном повышение производительности за счет интенсификации ре5 жимовобработки,поскольку

обеспечиваетс  применение автономного привода инструментального шпиндел  требуемой мощности, котора  не может быть достигнута в прототипе, например, дл  об0 работки стальных заготовок, поскольку и мощность привода ограничиваетс  габаритами держател , в котором он размещен;

-предлагаемое изобретение  вл етс  структурой многоцелевого робота, посколь5 ку кроме рассмотренных работ робот обеспечивает выполнение .например,сварочных работ, при котором схбзтом собираетс  требуема  последовательность деталей, а сварочным инструментом, закрепленным на

0 другом конце руки, обеспечиваетс  их сварка; аналогичным образом могут решатьс  сборочные, контрольные и другие операции .

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   5 1. Промышленный робот, содержащий основание, поворотную колонну, установленную на основании, рычаг, шарнирно св - занный с пов°оротной колонной и механическую руку, установленную на кон- це рычага и включающую полый корпус, два

   коаксиально расположенных в полости корпуса вала и основные модули - качани  и исполнительный, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности , он снабжен дополнительными модул ми - качани  и исполнительным, а механическа  рука шарнирно св зана с рычагом своей средней частью, причем концы наружного вала механической руки кинематически св заны с модул ми качани , а концы внутреннего вала - с исполнительными модул ми .
2. 2. Робот по п. 1,отличающийс  тем, что дополнительный исполнительный модуль выполнен в виде инструментального шпиндел .

   Гч

   MJff ffffM А

   /J

   flk

   Фиг.З

   4