SU574292A1 - Пневмогидравлический робот - Google Patents

Description

Это достигаетс  тем, что рабочий инструмент выиолиен в виде сварочных клещей с приводом сжати  и приводом дополнительного раскрыти , установленных в гироскопе, имеющем ось вращеии  клещей, главную ось, основную ось и дополнительную ось наклона главной оси от самосто тельного пневмогидропривода , полости пневмоприводов через логический блок св заны с парами выходов четырехлинейпых пиевмодатчнков углового отклонени  осей гироскопа, расположенных по одному на оси вращени  клещей, основной и дополнительной ос х, а на главной оси располол ено но два четырехлинейных датчика н один щестилинейный датчик, при этом один вход указанных датчиков св зан с линией питани  сжатым воздухом привода раскрыти  клещей от выполненного в консоли канала, а второй вход соединен с атмосферой, гидродроссель, соедин ющий полости гидроцилиндров, выполней с сопротивлением, регулируемым в зависимости от заданной скорости шагани  клещей между сварными точками, полости гидроцилиндров соединены между собой парой дополнительных параллельно соединенных одноименных с одним из линейных приводов неременных линейных гидродросселей, служащих датчиками скорости, киематически св занных с двум  ос ми гироскопа, образующими смежные узлы, и имеющих сопротивлени , мен ющне свою величину пропорционально от минимума к бесконечности и наоборот - через каждые четверть оборота гироскопической оси, причем на каждой оси гироскопа расположено по два разноименных указанных угловых гидродроссел , присоединенных к тем парам гидротормозов взаимно перпендикул рных приводов, к плоскости проекций двух направлений движени  которых в начальном положении обращена одна из осей, как треть  ось декартова пространства, у каждой пары разноименных угловых гидродросселей, кинематически св занных с главной осью, основной и дополнительной ос м гироскопа, величины сопротивлений сдвинуты по фазе на четверть оборота осей, при этом один из пары гидродросселей на оси вращени  клещей, имеющих одинаковые величину и фазу сопротивлений , параллельно присоединен к гидротормозу линейного привода подач, перпендикул рных к фронтальной плоскости слежени , а другой гидродроссель установлен с возможностью поочередного соединени  с гидротормозами поворотных приводов основной и дополнительной осей гироскопа.

Консоль, несуща  сварочные клещи, выполнена Г-образной и телескопически соединена с основной осью гироскопа.

Кроме того, каждый четырехлинейный датчик выполнен в виде кольца с уплотнени ми, охватывающего соответствующую ось гироскопа и имеющего две канавки по одной окружности , из которых одна соединена с атмосферой , а друга  соединена с линией питани  сжатым воздухом привода раскрыти 

клещей, при этом указанные канавки отделены одна от другой диаметрально противоположными перегородками, перекрывающими выходные отверсти .

Шестилинейный датчик выполнен в виде кольца с уплотнени ми, охватывающего главную ось гироскопа и имеющего две канавки по одной окружности, разделенные двум  перегородками , расположенными под пр мым углом к центру кольца, попеременно перекрывающими четыре диаметрально противоположных выходных отверсти , при этом оси одной пары отверстий указанного датчика расположены в одной плоскости с ос ми выходных отверстий четырехлинейных датчиков.

На фиг. 1 показан общий вид робота относительно пространственных осей; на фиг. 2- кинематическа  схема сварочных клещей со щупами и путевыми трехлинейными пневмодатчиками положени  клещей и компенсационными пружинами; на фиг. 3 - св зь угловых пневмодатчиков направлени  линейных подач, путевых пневмодатчиков программного цикла и пневмодатчиков клещей с логическим пневмоблоком и с электросхемами сварочной установки и транспортера издели ; на фиг. 4-блок из четырех воздухораспределителей; на фиг. 5 - поперечные разрезы управл ющих пневмодатчиков на главном валу гироскопа со схемой соединений; на фиг. 6- кинематическа  схема робота и ее св зь с угловыми гидродроссел ми и системой пневмогидравлического управлени ; на фнг. 7 - блок со схемой соединени  угловых гндродросселей-датчиков и гидродросселей щага с тормозным гидроцилиндром; на фиг. 8 - три основных варианта работы клещей относительно трех плоскостей слежени : а) у плоскости XOZ, б) у плоскости YOZ и в) у плоскости XOY.

При рассмотрении сущности изобретени  следует иметь в виду следующее.

Начальным положением названо такое статическое положение, при котором одни оси гироскопа параллельны, а другие перпендикул рны к ос м трехмерного пространства и плоскость клещей совмещена с одной из осевых плоскостей того же нространства.

Плоскостью клещей названа плоскость, проход ща  через вылеты и электроды сварочных клещей.

Гироскопом названо гироскопическое устройство , которое содержит ось вращени  клещей , главную, основную и дополнительную оси.

Осью вращени  клещей названа ось, лежаща  в плоскости клещей и совпадающа  с осью гироскопического кольца, в которую они вмонтированы.

Главной названа ось гироскопа, перпендикул рна  в начальном положении к фронтальной плоскости слежени .

Основной названа ось гироскопа, перпендикул рна  в начальном положении к главной гироскопической оси.

Дополнительной названа ось наклонени  главной или основной оси гироскопа.

Фронтальной плоскостью слеженн  названа одна из осевых плоскостей трехмерного рабочего пространства, к которой обращена поверхность свариваемого фланца.

Робот выполнен в виде кинематической системы , состо щей из сварочных клещей 1, смонтированных в гироскопическом кольце 2, вращаемом главной гироскопической осью 3, шарнирно соединенной с основной осью 4 гироскопа через ось 5, жестко прикрепленную к подшипниковому узлу оси 3.

Подшипниковый узел основной оси 4 присоединен к подвижной части консоли привода 6 через ее отогнутую часть 7 с двум  одинаковыми шлицевыми соединени ми на концах, которые жестко застопорены.

В гироскопе смонтировано четыре поворотных привода, а весь гироскоп выполнен перемещаемым линейно в трех направлени х X, Y и Z трехмерного декартова пространства трем  линейными приводами: двум  горизонтальными 8, 6 и одним вертикальным 9.

На гироскопическом кольце 2 смонтирован поворотный привод 10 вращени  клещей, на подшипниковых узлах главной 3 и основной 4 осей гироскопа смонтированы соответственно поворотные приводы И и 12 вращени . Между основной осью 4 и подшипниковым узлом главной оси 3 расположен прикрепленный к ним щарнирно дополнительный привод 13.

Четыре поворотных и три линейных привода робота выполнены в виде блоков из двух цилиндров - силового пневматического и тормозного гидравлического - с жестко соединенными штоками.

Привод 8 смонтирован на рабочей тележке, перемещаемой в направл ющих 14, прикрепленных к платформе-основанию 15, фиксируемой при перемещении пневмоцилиндром 16 из исходного в рабочее положение зубом 17 пневмоцилиндра-фиксатора 18, попадающим в один из пазов пилообразной фиксирующей рейки 19. На клещах 1 парами расположены датчики I-X положени  клещей, выполненные в виде трехлинейных путевых пневмоэлементов ДА.

Датчики I и II, чувствительные к ненерпендикул рности гироскопической оси вращени  клещей к касательной искривлени  кромки свариваемого фланца, св заны с осевым ходом главных щупов-роликов 20 в направлении к кольцу 2.

Датчики III и IV, чувствительные к отсутствию свариваемого фланца или искривлению его внешнего отвода, также св заны с осевым ходом главных щупов-роликов 20 через скобы 21, но в направлении от кольца 2.

Датчики V и VI, предохран ющие клещи от столкновений с резкими изгибами внутреннего отвода свариваемого фланца, св заны с ходом предохранительных щупов-усиков 22 в плоскости, перпендикул рной к плоскости клещей .

Датчики VII и VIII, чувствительные к гофрам фланца в направлении к электроду 23, св заны с качательным двил ением скоб 21 от радиального хода главных щупов-роликов

20 в плоскости, параллельной плоскости клещей .

Датчики IX и X, чувствительные к тем же гофрам, но в направлении к электроду 24, св заны с качательным движением рычагов 25,

присоединенных к направл ющим осей вспомогательных щупов-роликов 26.

Пневматические выходы датчиков св заны с входами логического пневмоблока, в состав которого включен электропневматический клапан (воздухораспределитель) 27 подвесной сварочной установки, св занный с пневмоцилиндром 28 сварочных клещей, имеющим рабочий поршень 29 и поршень 30 дополнительного раскрыти  электродов.

С полостью дополнительного раскрыти  электродов цилиндра 28 св зан выход распределител  31, лини  управлени  которым подк .;ючена к логическому пиевмоблоку.

Кронштейн 32 креплени  роликов-сателлитов 33 гироскопического кольца 2 с ведомой шестерней 34 привода вращени  10 клещей установлен с возможностью качени  относительно оси 35 на обойму 36 с гнездами дл  компенсацио} ных пружин 37, вставленных в

соответствзющпе гнезда кронштейна 32.

Все ппевмоцилилдры, кроме цилиндра-фиксатора 18, подключены к блоку А из четырех воздухораспределителей, задерживающему цилиндр в любом среднем полол ении при отсутствии команд от логического пневмоблока, а цилиндр 18 подключен непосредственно к логическому пневмоблоку Б, содержащему его воздухораспределитель (la чертеже не показан ).

Через логический пнсвмоблок полостп линейных приводов св заны с парами выходов четырехлинейных угловых пневмодатчиков направлени  , выполненных в виде пневмомуфт.

На гироскопической оси вращени  клещей располол ена муфта 38, на главной оси 3 гироскопа располол ено две таких 39 и 40 вместе с третьей шестилинейной муфтой 41, четыре диаметрально противополол ных выхода которой попарно подключены к входам двух пневматических элементов ИЛИ 42 и 43, имеющих св зь выходов с двум  входами логического пневмоблока Б. На дополнительной и основной ос х соответственно располол-;епы муфты 44 и 45.

Из входов пневмомзфт через оси гироскопа один св зан с каналом 46 раскрыти  сварочных клещей, присоединенным к пневмоклапану 27 сварочной установки, вход щему

в состав логического пневмоблока, а второй св зан с атмосферой.

Корпусы муфт выполнены в впде колец 47 с уплотнепп мп, охватывающими отсеки гироскопических осей с двум  канавками 48 и 49 в муфте 41 и канавками 50 и 51 в остальных

муфтах по одной окружности, из которых канавки 48 и 50 соединены с атмосферой, а канавки 49 и 51 - с каналом внутри оси, св занным с каналом 46 логического пневмоблока Б.

В отсеках муфт с двум  выходами две одинаковые канавки 50 и 51 отделены друг от друга диаметрально противоположными перегородками 52, повернутыми на главной оси 3 в отсеках муфт 39 и 40 по отношению друг к другу на 90°. А в отсеке дл  муфты 41 две канавки 48 и 49 выполнены разной длины и отделены друг от друга такими же перегородками 52, расположенными под пр мым углом к центру сечени  оси, в начальном положении симметрично разделенным вертикальной осью пространства.

Длина перегородки 52 по окружности выполнена перекрывающей диаметр выходного отверсти  корпуса муфт. Выходы всех управл ющих пневмомуфт жестко ориентированы по ос м рабочего пространства робота.

Через эти же гироскопические оси засверлены каналы 53 (питание пневмодатчиков и блоков А сжатым воздухом) и каналы 54 (сжатие клещей), которые переход т с оси на ось через пневмомуфты-коллекторы 55.

Остальные блоки А пневмоцилиндров, логический пневмоблок Б и путевые пневмодатчики 56-63 запитаны от линии 64, св занной непосредственно с сетью сжатого воздуха.

Датчик 56, контролирующий наличие издели  в прострапстве робота, выполпен четырехлинейным; датчик 57, контролирующий исходное положение цилиндра 16, вынолнен трехлинейным запоминающим (вместо возвратной пружины канал подпора соединен с логическим пневмоблоком); датчик 58, контролирующий рабочее положение цилиндра 14, датчики 59 и 60, контролирующие исходное и рабочее положение цилиндра 18, и датчики 61, 63, контролирующие окончание цикла работы гироскопа, выполнены трехлинейными; а датчик 62, контролирующий окончание слежени  по периметру фланца выполнен, как и 56 - четырехлинейным.

На фиг. 3 пунктирными лини ми показана электрическа  св зь логического пневмоблока Б, содержащего пневмоэлектрические датчики , преобразующие пневмосигналы в электрические , с электросхемой сварочной установки и электросхемой устройства, транспортирующего изделие в пространство робота. Все выходы путевых датчиков подключены к логическому пневмоблоку Б.

Блок А содержит четыре подпружиненных трехлинейных воздухораспределител  65-68. Выходы воздухораспределителей 66 и 67 присоединены к крыщкам пневмоцилиндров. Одни их входы св заны соответственно с выходами двух других распределителей 68 и 65, а вторые входы распределителей 66 и 67 - с атмосферой .

Нормально открытые входы второй пары распределителей 65 и 68 закрыты пробками,

а нормально закрытые присоединены к каналу питани  сжатым воздухом.

Все тормозные гидроцилиндры соединены с блоками В, компенсирующими возможные утечки через обратные клапаны. Параллельно с ними к каждой паре крыщек гидроцилиндров присоединены два двухлинейных подпружиненных гидропрерывател  69 и 70, пневмоканалы управлени  которых 71-77 соединены с логическим пневмоблоком Б. Входы гидропрерывателей 69 и 70 последовательно соединены через один переменный гидродроссель 78, имеющий сопротивление, пропорциональное скорости щагани  клещей между сварочными точками и через логический гидроблок Г - с парой параллельно соединенных одноименных с одним из линейных приводов переменных угловых гидродросселей - датчиков скорости 79 и 80, кинематически св занных с двум  валами гироскопа (а и б), образующими смежные углы, и имеющих сопротивлени , мен ющие свою величину пропорционально от минимума к бесконечности и наоборот через каждые четверть оборота гироскопического вала. На каждом валу гироскопа расположено по два разноименных угловых гидродроссел  - датчика скорости 79 и 80, присоединенных (исключа  ось вращени  клещей 1) к тем парам тормозных гидроцилиндров взаимно перпендикул рных линейных приводов, к плоскости проекции двух направлений движени  которых в начальном положении обращена ось данного вала, как треть  ось декартова пространства.

На фиг. 6 это, например, вал 3 с гидродроссел ми 81 и 82, одноименными с приводами 8 и 9, в начальном положении перпендикул рен к плоскости, образованной проекци ми направлений движени  этих приводов; аналогично вал 4 с дроссел ми 81 и 83 - к плоскости направлений движени  приводов 8 и 6, вал 5 с дроссел ми 82 и 83 - к приводам 9 и 6.

У каждой пары разноименных угловых гидродросселей-датчиков скорости, кинематически св занных с одним гироскопическим валом , величины сопротивлений сдвинуты по фазе на четверть оборота вала, кроме пары дросселей 83 и 84 на гироскопической оси клещей 1, имеющих одинаковую величину сопротивлени , из которых дроссель 83 параллельно присоединен к гидротормозу привода, а дроссель 84 поочередно соединен то с приводом 12, то с приводом 13. В состав логического пневмоблока Б вход т пневмопульт ручного управлени  и наладочный пульт (не показаны ).

Сварочный робот работает следующим образом .

Робот включает или сварщик-многостаночник , или само изделие. В первом случае сигнал на начало работы передаетс  от пневмопульта ручного управлени , а во втором от путевого датчика 56, реагирующего на по вление в пространстве робота издели .

В обоих случа х пневмосигнал проходит к входу ( + ) блока А (фиг. 3 и 4), который включает одновременно два распределител  65 и 66. Это обеспечивает соединение штоковой нолости с атмосферой через распределитель 66, а бесштоковой нолости - с линией питани  сжатым воздухом через раснределитель 67. Цилиндр 18 ведет до упора нлатформу-основание 15 в рабочую позицию начала работы гироскопа.

Взаимодействие элементов нневмосхемы, св занных с выходом гироскопа в рабочую позицию , показано иа графике последовательности цикла.

При этом нужно иметь в виду, что еще в предыдущем цикле (или при накалке) гироскон механически запомнил то положение, которое он занимал нри сварке последней точки (например, точки Д на фиг. 1) сварного шва, за которым робот следил, обход  фланец изнутри проема по часовой стрелке, т. е. момент окончани  сварки этой последней точки застал ось 3 наклоненной на угол а приводом 13, а приводами 10 и 9 плоскость клещей расположена нормально к поверхности свариваемого издели  (напоимер, фланца проема двери кузова автомобил ), дл  чего она повеонута на угол |3. Это положение гироскоп гохоан ет (помнит) и тогда, когда цилиндр 16 находитс  в отдельном (исходном) ноложении . В конце хода цилиндо 16 воздействует на датчик 58, который через логический пневмоблок-Б соедин ет линию (+) блока Ас атмосферой (восстанавлива  тем самым первоначальное состо ние схемы фиг. 4). Затем датчик 58 переключает распределитель (не показан).

Цилиндо-фиксатор 18 совершает ход вперед и зубом 17 попадает в один из пазов фиксирующей рейки 19. Рабочее положение гироскопа достигнуто - клещи 1 вошли в проем издели .

Датчик 60 подает сигнал в логический пневмоблок Б, от которого по каналу 53 подаетс  питание датчикам I-X положени  клещей и от распппделител  27 сварочной установки по каналу 46 получают питание все управл ющие пневмомуфты.

Логический пневмоблок Б соедин ет перекрестно блоки А линейных приводов. Например , сигнал от муфты 39 включает не привод 8. а привод 9. т. е. происходит установочна  клешей вверх в направлении кромки ДЕ.

В установочной иодаче принимает участие ПРИВОД 6, получающий сигнал от муфты 44, так как ось 3 гироскопа наклонена на угол а и ось 5 гироскопа повернута в муфте 44 на тот же угол, и принимает участие привод 8 по сигналу от муфты 45. так как ось 4 повернута в муфте 45 на угол 3. Так автоматически определ етс  направление (знак) установочной подачи к свариваемому фланцу. Скорость же установочной подачи определ ют угловые гидродроссели-датчики , которые логически гидроблоком Г соедин ютс  не с одноименными тормозными гидроцилиндрами, а аиалогично вышеописанным св з м пневмомуфт с нневмоцилиндрами .

Главные щупы-ролики 20 доход т до упора в свариваемую кромку. Скобы 21 отпускают датчики III и IV, а затем одновременно нажимают на штоки датчиков I и П. Логический нневмоблок Б воспринимает сигналы

от них, как общий сигнал на переключение с установочной на рабочую подачу, соедин   напр мик управл ющие пневмомуфты и угловые гидродроссели-датчики (через логический гидроблок ) с одноименными линейными нриводами .

Одновременно вход щий в логнческнй пневмоблок пневмоэлектрический датчик, замен ющий обычную пусковую кнопку клещей, включает сварочную установку на автоматическое повторение циклов сварки и иауз. Электроды 23 и 24 от пневмоцилиидра 28 сжимают кромки и сваривают их.

Во врем  пауз из трех гидродросселей, присоединенных к одному из приводов линейной

подачи, один дроссель 78 открыт ровно настолько , чтобы за врем  паузы клещн перемешались на шаг точками, но он соединен последовательно с парой параллельно соеднненных угловых гидродросселей, которые

суммарно уменьшают проходное сечение, заданное дросселем 78. В результате суммарна  скорость трех приводов подач оказываетс  посто нной и шаг клешей между точками не измен етс  при любом их нространственном

положении.

При отсутствии возмущающих факторов клещи шагают за врем  пауз (по сигналу в канале 461. как это видно на фиг. 1, от точки Д к точке Е сварного шва издели .

Если лини  ДЕ пр ма  и нараллельна  плоскости XOY, то каждый шаг производитс  за счет совместной подачи двум  приводами 8 (X) и 6. Направление подачи привода 8 задает муфта 39 на оси 3, так как в это врем  ее

канавка 51 соединена с выходом -4-Х (фиг. 5). При этом скорость нодачи привода 8 (X) уменьшена по сравнению с максимальной на величину, пропорциональную углу поворота оси 4 на угол Р (фиг. 1). так как только при

значении угла 6. равном НУЛЮ, сумма СОНРОтивлений на ос х 3 и 4 равна минимуму. Сопротивление дроссел  86 на оси 4 равно бесконечности , что исключает подачу в направлении Z, в тоже врем  муфта 40 на оси 3 также занимает положение нейтралн (см. канавки 50 и 51 на фиг. 51. СКОРОСТЬ подачи привода 6 равна величине, пропорциональной УГЛОВОМУ отклоненню оси 4 на УГОЛ Р от нейтпального положени , при котором лини 

ДЕ издели  Сфиг. I) была бы параллельна  оси X-X. Жидкость в небольшом количестве пропускает только гидродроссель 83 на оси 4, а гидродроссель 83 на клещах закрыт. Если же лини  ДЕ непр ма  (как, наприМер . кромка ветрового нраем  кабины или

кузова автомобил ), то от датчиков VII--Vin или IX-X проход т команды, заставл ющие логический ииевмоблок Б подать спгнал на пневмоблок А привода 10, заставл   клеши повернутьс  вокруг оси кольца 2 гироскопа на роликах-сателлитах 33. Происходит угловое рассогласование совмещенного ноложени  управл ющих ппевмомуфт и угловых гидродросселей-датчпков , наход щихс  на оси клещей, с одноименными муфтами и дроссел ми гироскопической оси 4. Логические иневмо- и гидроблоки по сигналу с муфты 38 заставл ют изменить скорость (и направление) привода 6.

Однако, такое рассогласование ликвидируетс  за счет выдачи логической системой управлени  команд на блок А привода 13, котооый поворачивает весь гироскоп вокруг оси 4 до говмеи1ени  плоскости клещей 1 в кольпе 2 г плоскостью гироскопических осей 1 и 3, т. е. 13 стремитс  догпать поворот привода 10. Это необходимо дл  того, чтобы к моменту перехода с горизонтальной части свариваемой кромки ДЕ на наклонную кромку ЕЖ горизонтальна  ось 3 гироскопа зан ла положение , позвол ющее сделать ПОВОРОТ кольца 2 приводом 11 так, чтобы клещи 1 перещли на эту кромку, сохран   нормальное дл  сварки щва положение. Это особенно важно дл  швов на быстромен ющемс  в пространстве ветровом проеме кабины или кУзова автомоби .тт . Переход с горизонтальной части тпва (ЛЕ) на наклонную (ЕЖ) осупхествл етс  по команде от предохранительного датчика Л (или V - при движении вправо), на КОТОРЫЙ воздействует рычаг от щупа-усика 22. Этот щуп движетс , прикаса сь к свариваемой кпомке впереди (слева) от щупа 20.

Встреча сь с закруглением малого радиуса и тем более с пезким переломод кромки, щуп заставл ет сработать датчик VI.

В логическом пневмоблоке Б при этом создаетс  ситуаци , по которой одновременно происходит отключение сварочной установки и отвод клещей от кромки с одновреметпылт поворотоАт оси 3 с кольцом 2 гироскопа в сторону направлени  основной подачи.

При этом от датчиков I и II отход т скобы 21, поданные вперед пружинами главных щупов 20, которые утрачивают контакт со свариваемой кромкой. Вслед за этим скобы 21 включают датчики П1 и IV, а их общий сигнал воспринимаетс  логическим пневмоблоком , как сигпал на устаповочн ю (поперечную ) подачу к свариваемой кромке, котора  описана выше. За несколько поисковых ходпвперед-назад с поворотом главной оси 3 гироскопа до совпадени  с углом клещи занимак )т нормальное к кромке ЕЖ положение. Если угол Y меньше 45°, то совмещение плоскости клещей с плоскостью, обр зоваиной осью, вращени  клещей 1.в кольце 2. и главной , гироскопической огью-.З, произволитс   огон ющпм двпжрнием от привода 12. Ноли угол V больше 45, to догон ющее совмеШенпе

производит иривод 13. Переключеиие с одного на другой привод производит задающа  пневмомуфта 41 через логический пневмоблок. Поворот оси 3 с кольцом 2 на угол мен ет положение канавки 49, сделанной на оси 3 в муфте 41. Это позвол ет через логические блоки управл ть догон ющим муфту клещей поворотом привода 12 при слежении за искривлением кромки ЕЖ вилоть до достижени  пр мого угла с линией, касательной к кромке ЕЖ и равной половине дуги канавки 49. После ухода канавки 49 за пределы вертикального отверсти  датчика 61 ни в вертикальных , пи в горизонтальных отверсти х пет

выходного сигнала.

В этом случае невозможно догнать муфту 38 ни приводу 12, ни приводу 13. Это может наблюдатьс , когда угол дуги канавки 49 мепьще 90°, что целесообразно, так как при повороте оси 3 на угол 45° система сравнепп  углов отклонени  муфты 38 и углов муфты 45 на осп 4 и муфты 45 на оси 5 оказываетс  в неопределенном положении. Если же угол 7 поворота оси 3 больше 45°, то канавка 48 переходит к горизонтальному отверстию муфты 41. Это приводит к тому, что привод 13 догон ет муфту 38, след  за наклоном касательных и вертикальной проекции свариваемой кромки.

Подобным образом слежение происходит и по участку ЖЗ свариваемой кромки, в углу ЖЗИ, а при переходе на участок ЗИ ось 3 в управл ющих муфтах поворачиваетс  на 180° по отношению к первоначальпому исходному

положению (у точки Д кромки). Привод 8 начинает ход в обратном направлении. Когда клещи I достигнут точки И, лежащей в одной вертикальной плоскости с точкой Л, рабоча  тележка своим кулачком прижимает ролик путевого датчика 62. В логическом пневмо- и гидроблоке создаютс  услови  дл  подачи клещей от кромки в соответствующем направлении и с требуемой установочной скоростью (по перекрестной схеме и с подключением соответствуютцпх дросселей к тормозным гпдроцилиндрам). Клещи отход т от свариваемой КРОМКИ, датчики I и II, опущенные скобой 21, снимают с логического пневмоблока сигнал сварки.

Ходом скобы 21 вновь включаютс  датчики III и IV, по по их сигналам уже не создаетс  схемы нодачп к кромке, так как логический ппевмоблок исключил эту возможность.

Клещи достигают путевого датчика 61, выдающего комапду, подготавливающую систем управлени  к работе в следующем пикле, дл  слежени  по кромке в обратном нанравлении . Все каналы 53 гироскопа соедин ютс  с атмосферой. Приводы гироскопа запоминают

свое положение до следующего цикла. Воздухораспределитель (пе показан), возвращает в ис ходное .положение цилиндр-фиксатор 18, который .отходит назад, отпуска  датчик 6Q, ив конце хода воз.вращаёт в исходное положение

датчик 59. С выхода последнего через логйчё13

ский пневмоблок проходит команда к блоку А на отвод цилиндра 16. Платформа-основание 15 выводит робот из проема издели , отпуска  датчик 58 и в конце хода возвращает датчик 57 в исходное положение. С выхода датчика 57 проходит сигнал в логический пневмоблок, который подает электросигнал в электросхему конвейера, удал ющего готовый сварной узел с рабочего места робота.

Удаление издели  восстанавливает исходное положение датчика 56. Логическа  система занимает исходное положение дл  начала следующего цикла. Робот готов к работе в -следующем цикле.

К технологическим возмущени м, отрицательно вли ющим на автоматическую работу автооператоров и роботов с нрограммным управлением , относ тс  неточность заготовок (штамповок) и, как результат, неточность сборки; неточность базировани  издели  в координатах пространства робота, наличие неплотностей во фланцах и нахлестках (в том числе и от проб контролером отверткой при контроле прочности прихваток); смена серии изделий.

Неточность сборки и неточность базировани  компенсируетс  величиной хода срабатывани  щупов и датчиков клещей, которые при установочной поперечной подаче наталкиваютс  на неправильно (по отношению к предыдущему изделию) расположенную в пространстве кромку. При этом одновременно радиальное качение двух главных щупов 20 означает , что клещи идут к изделию с риском натолкнутьс  электродом 23 на кромку. Это приводит к набеганию на кромку одновременно двух главных щуцов20скачательным движением скоб 21 прежде, чем успеют сжатьс  пружины главных щупов. В этом случае одновременно срабатывают датчики Vll и УП1. От них одновременно проход т сигналы в логический пневмоблок Б, который в свою очередь выдает сигнал приводу 6 на рефлекторный отвод клещей от удара электродом о кромку.

Неплотности между свариваемыми фланцами или нахлестками вызывают при рабочей подаче одновременную раздвижку щупов 20 и 26 и одновременное срабатывание датчиков VII и IX или VIII и X. В этом случае логический пневмоблок своим сигналом заставл ет сработать трехходовой воздухораспределитель 31, в исходном положении подключенный к каналу 53, по схеме НЕ. Поршень 30 поднимаетс , а за ним делает дополнительный ход норшень 29, увеличива  рассто ние между электродами сварочных клещей. Это позвол ет пропустить между электродами утолщение фланца (нахлестки), а в момент включени  сварки - сжать его и ликвидировать зазор..

Если положение точек начала и окончани  сварки шва издели  новой-серии в пространстве робота на.ходитс  в пределах срабатывани  ЩУПОВ и положение путевых датчиков 61 и

14

63 неизменно, то переход на новую серию может быть осуществлен без переналадки робота , так как с переходом к слежению за кромкой робот «забывает свое первоначальное положение, а окончание слежени  застает ее в новом положении, которое робот и запоминает дл  продолжени  сварки последующих одинаковых изделий новой серии.

Если же издели  повой серии существенно

отличаютс  от предыдущей, то к первому изделию новой серии гироскоп подвод т с помощью рабочего и наладочного пультов, где размещены кнопки наладочного управлени  блоками А приводов 13, 12 и всех трех линейных ириводов.

Они позвол ют индивидуально у каждого привода открывать гидротормоз, не наруша  пам ти других правильно установленных. Это позвол ет грубо подводить к кромке сварочные клещи, наклон ть их ось по плоскости фланца (угол а), ориентировочно поворачивать весь гироскоп относительно вертикальной оси (на УГОЛ р). При необходимости датчики 58, 61 и 63 перенос т на новое место по издеЛИЮ . Дл  опробовани  робота без сварки на непрерывном слежении по кромке отключают пневмоэлектрический датчик логического пневмоблока, св занный со сварочной установкой .

Дл  сварки внешних Фланцев (например, крыши с передней, задней и боковыми част ми кузова, фланцев коробчатых узлов типа бензобаков) необходимо штоки датчтп ов 61 и 63 повернуть к кромке с внешней стороны

фланца, а не наоборот, как этого требуют внутренние фланцы.

В показанных на фиг. 1 и 3 схемах положением путевого датчика 62 и кулачка на рабочей тележке определ етс  точка начала

и точка окончани  сварки незамкнутых С-образных швов,  вл ющихс  полупериметром замкнутых швов.

Дл  сварки П-образных или силп-гетричных им швов датчик 62 и управл ющий им кулачок нужно разместить относительно вертикального прпвода 9, не переналажива  никаких других элементов системы.

Переналадка робота на сварку замкнутых швов заключаетс  в том. чтобы исключить

по вление первого сигнала от путевого гидропрерывател  69 при нажатии на него кулачка полупериметра (на рабочей тележке ), но выдать второй сигнал. свт1детельствующий о з мыкании полного периметра шва.

При сварке полных (замкнутых) периметров один из датчиков 61 или 63 не участвует в работе, а направление хода приводов необходимо в новом цикле сменить на противоположное , так как они не МОГУТ из-за ограниченности хода повтор ть обороты главной оси гИроскопа в одном и том же направлении.

Это достигаетс  переключени ми элементов

наладочного пульта логического пневмоблока.

Сварка пр мых (полупр мых или искривлейных ) Швов,  вл ющихс  пастью замкнутых

швов, производитс  с добавлением к показанной на фиг. 3 схеме путевых датчиков н частных логических, обеспечивающих начало, окопчапие и маршевые иеремеп1епи  клещей, которые  вл ютс  обычпым проектированием частых сл)1аев сиециальиого использовани  универсальных возможностей робота.

Фронтальна  плоскость слежени  в зависимости от расположени  свариваемого флаица в пространстве  вл етс  переменной. На фиг. 1 и 8а рассмотрен случай слежени  но фронтальной плоскости (плоскост м), параллельной плоскости XOZ.

Дл  сварки швов передних и задних окон кузовов фронтальной плоскостью уже  вл етс  плоскость YOZ (фиг. 86), а при сварке периметра крыши - плоскость XOY (фиг. 8е).

Могут быть и смешаииые случаи фланцевых соединений, дл  которых фронтальна  плоскость может быть выделена лишь условно .

Слежение в плоскост х, параллельных плоскости YOZ (фиг. 86).

Консоль отогнутой частью 7 обращают к свариваемому фланцу, сохран   положение гироскопических осей, как они показаны на фиг. 1 по отношению к данной фронтальной плоскости слеженн .

Переналадка в этих случа х сводитс  к следующему: датчик 62 и уиравл ющий им кулачок ориентируютс  относительно оси Y--Y (фиг. 1).

Помимо путевых клапанов, унравл ющих подводом и фиксацией рабочей тележки к изделию , необходимы путевые клапаны установочного хода привода дл  ввода клещей в проем и дл  вывода их из проема.

Измен етс  коммутаци  (на фиг. 3 и 6) вместо блоков А и В привода 6 должны быть блоки А и В привода 8, а место последнего в пневмо- и гидроблоках займет привод 6.

Этого достаточно дл  обслул ивани  фронтальной плоскости YOZ.

Дл  сварки швов крыши подшипниковый узел креплени  вертикальной оси 4 гироскопа ориентируют вдоль оси Y-Y. Это измен ет положение главной и основной осей гироскопа (ось 3 из горизонтального начального иоложени  переходит в вертикальное, а ось 4 в горизонтальное положение), ио не измен ет их назначени : ось 3 остаетс  главной, а ось 4- основной. Как и в предыдущем случае, датчик 62 нужно сориентировать по оси Y-Y (фиг. 1).

На фиг. 3 и 6 схема соединений изменитс  так: роль блоков А и В привода 6 займут блоки А и В привода 9, а место последнего в логических пневмо- и гидроблоках займет привод 6, что аналогично предыдущему случаю. Этого достаточно дл  сварки щвов, проецируемых на плоскость XOY.

Технико-экономический эффект, от применени  робота заключаётс  в воэможиостй авто.матиЗации сваролной опсрацни ..треб.ую.щёй т желого физического труда, в сниженш-i капитальных и эксплуатационных расходов по сравнению с применением роботов с электронным управлением, в возможности полного высвобождени  двух сварщиков, работающих у

конвейера (при двухсменном режиме работы ) или частичного их высвобождени  при многостаночном обслуживании отдельных рабочих мест. Определенный эффект может быть получен и от снижени  требований к точности

транспортировки и базироваии  издели  в пространстве робота.

Claims (4)

1. Пневмогидравлический робот преимущественио дл  контактной точечной сварки фланцевых швов, содержащий консоль с рабочим инструментом, в полости которой выполнены каналы питани  сжатым воздухом, поворотные и линейные пневмоприводы с гидротормозами , гидравлические полости каждого из которых соединены между собой через пневмоуправл емые двухлииейные гидропрерыватели и гидродроссель и с гидробаком через погруженные в тормозную жидкость обратные

клапаны, пневматические полости св заны с

блоком из четырех воздухораспределителей, удерживающих пневмопорщни в заданном среднем положении, и соедииены с логическим пневмоблоком системы управлени , с которой

св заны путевые пневмодатчики линейных и поворотных перемещений, отличающийс  тем, что, с целью адаптации к геометрическим возмущени м в базировании и сборке сварного узла и обеспечени  возможности переналадки на сварку разных типов изделий, рабочий инструмент выполнен в виде сварочных клещей с приводом сжати  и приводом дополнительного раскрыти , установленных в гироскопе , имеющем ось вращени  клещей, главную ось, основную ось и дополнительную ось наклона главной оси от самосто тельного пневмогидропривода, полости пневмоприводов через логический блок св заны с парами выходов четырехлинейных пневмодатчиков углового отклонени  осей гироскопа, расположенных по одному на оси вращени  клещей, основной и дополнительной ос х, а на главной оси расположено по два четырехлинейных датчика и один шестилинейный датчик, при

этом один вход указанных датчиков св зан с линией питани  сжатым воздухом привода раскрыти  клещей от выполненного в консоли канала, а второй вход соединен с атмосферой, гндродроссель, соедин ющий полости гидроцилиндров , выполнен с сопротивлением, регулируемым в зависимости от заданной скорости шагани  клещей между сварными точками , полости гидроцилиндров соединены между собой парой дополнительных параллельно

соединенных одноименных с одним из линейных нриводов переменных линейных гидродросселей , служащих датчиками скорости, кинемат ическ-и св занных с двум  ос ми гироскопа ,- образующими смежные углы, и им€ющих сопротивлени , мен ющие свою величину пропорционально от минимума к бесконечности и наоборот - через каждые четверть оборота гироскопической оси, причем на каждой оси гироскопа расположено по два разноименных указанных угловых гидродроссел , присоединенных к тем парам гидротормозов взаимно перпендикул рных приводов, к плоскости проекций двух направлений движени  которых в начальном положении обрап1,ена одна из осей, как треть  ось декартова пространства , у каждой пары разноименных угловых гидродросселей, кинематически св занных с главной осью, основной и дополнительной ос ми гироскопа, величины сопротивлений сдвинуты по фазе на четверть оборота осей, при этом один из пары гидродросселей на оси вращени  клещей, имеющих одинаковые величину и фазу сопротивлений, параллельно присоединен к гидротормозу линейного привода подач, перпендикул рных к фронтальной плоскости слежени , а другой гидродроссель установлен с возможностью поочередного соединени  с гидротормозами поворотных приводов основной и дополнительной осей гироскопа .

2.Робот по и. 1, отличающийс  тем, что консоль выполнена Г-образной и телескопически соединена с основной осью гироскопа.

3.Робот по п. 1, отличающийс  тем, что каждый четырехлинейный датчик выполнен в виде кольца с уплотнени ми, охватывающего соответствующую ось гироскопа и имеющего две канавки по одной окружности, из которых одна соединена с атмосферой, а друга  соединена с линией питани  сжатым воздухом привода раскрыти  клещей, при этом указанные канавки отделены одна от другой днаметрально противополол ными перегородками , перекрывающими выходные отверсти .

4. Робот по п. 1, отличающийс  тем, что щестилпнейный датчик выполнен в виде кольца с уплотненп ми, охватывающего главную ось гироскопа п имеющего две канавки по одной окружности, разделенные двум  перегородками , расположенными иод пр мым углом к центру кольца, попеременно перекрывающими четыре диаметрально противоположных выходных отверсти , при этом оси одной пары отверстий указанного датчика расположены в одной плоскости с ос ми выходных отверстий четырехлинейных датчиков.

Источники информации, ирин тые во внимание при экспертизе

1.Патент США 3763344, кл. 219-116, 1973.

2.Опыт эксплуатаипп промыщленных роботов (по материалам Второго А1еждународного симпозиума по промьпплениым роботам), сер. С-1, М.. НИИМАШ, подписано в печать 16.04.74, с. 17-20.

/

/4

lp.us.f . 30 f

е

А 57, Я СРиг.

S2 f.J 47 Л SS 51 S2

(риг.7