SU770745A1

SU770745A1 - Automatic operator

Info

Publication number: SU770745A1
Application number: SU782635551A
Authority: SU
Inventors: Олег Николаевич Вертоградов; Светлана Данииловна Вертоградова; Юрий Геннадьевич Лопаков; Ольга Анатольевна Кульбанова
Original assignee: Научно-Исследовательский И Конструкторско-Технологический Институт Теплоэнергетического Приборостроения; Смоленский Авиационный Техникум
Priority date: 1978-06-29
Filing date: 1978-06-29
Publication date: 1980-10-15

Description

(54) АВТООПЕРАТОР(54) AUTO OPERATOR

1one

Изобретение относитс к приборо- и машиностроению и предназначено дл автоматизации р да операций механосборочного производства, например, загрузки, стапелировани , сборки и т. п.The invention relates to instrumentation and mechanical engineering and is intended to automate a series of mechanical assembly production operations, for example, loading, stacking, assembling, etc.

Известен автооператор, содержащий корпус , захватное устройство и привод перемещени щтанги, на выходном валу которого установлены кулачки 1.An auto-operator is known, comprising a housing, a gripping device and a drive for moving the rod, on the output shaft of which cams 1 are mounted.

Известный автооператор имеет сложную конструкцию и большие габариты.The well-known auto operator has a complex structure and large dimensions.

С целью упрощени конструкции и уменьщени габаритов щтанга автооператора снабжена фланцем, а кулачки расположены по разные стороны от оси перемещени щтанги, причем ось вращени кулачков перпендикул рна оси перемещени щтанги.In order to simplify the design and reduce the size of the shtanga, the auto operator is fitted with a flange, and the cams are located on opposite sides of the axis of movement of the shtangi, and the axis of rotation of the cams is perpendicular to the axis of movement of the shtangi.

Кроме того, в кинематической цепи привода установлена черв чна передача, а кулачки установлены на выходном валу черв чного колеса, по обе стороны от него.In addition, a worm gear is installed in the kinematic drive chain, and the cams are mounted on the output shaft of the worm wheel, on either side of it.

На фиг. 1 показан автооператор, разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 -- вид Б на фиг. 1; на фиг. 4, 7, 9, 11 и 13 - схемы вариантов угловых положений выходного вала; на фиг. 5, 6, 8, 10, 12 - схемы вариантов линейных положений выходного вала и угловых положений кулачков входного вала; на фиг. 13 - сборный кулачок; на фиг. 14 - вариант автооператора с полым выходным валом.FIG. 1 shows the auto operator, cut; in fig. 2 is a view A of FIG. one; in fig. 3 is a view B in FIG. one; in fig. 4, 7, 9, 11 and 13 - schemes of options for the angular positions of the output shaft; in fig. 5, 6, 8, 10, 12 - diagrams of variants of linear positions of the output shaft and angular positions of the cams of the input shaft; in fig. 13 - precast cam; in fig. 14 is a variant of an auto operator with a hollow output shaft.

Корпус предлагаемого автооператора сборный и состоит из основани 1 (см. фиг. 1, 2, 3), обечайки 2 и крыщки 3. На основании 1 укреплен корпус 4 входного вала 5, представл ющего собой ведомый вал понижающей передачи, например, черв чной, ведущий вал 6 которой соединен с редукторным электродвигателем 7. На консольных концахThe body of the proposed auto operator is modular and consists of a base 1 (see Figures 1, 2, 3), a shell 2 and a lid 3. On the base 1, the body 4 of the input shaft 5, which is a worm gear, is fixed the drive shaft 6 of which is connected to the gear motor 7. At the cantilever ends

10 входного вала 5 жестко укреплены два кулачка 8 и 9. Форма и размеры элементов кулачков 8 и 9 определ ютс заданными законами движени выходных элементов автооператора.10 of the input shaft 5 two cams 8 and 9 are rigidly fixed. The shape and dimensions of the elements of the cams 8 and 9 are determined by the given laws of motion of the output elements of the auto operator.

Дл самой распространенной в практике автоматизации симметричной П-образной траектории (захватывание объекта - подъем-перенос - опускание - расфиксаци объекта - подъем - возврат - опускание ) кулачки 8 и 9 выполн ютс одинаковыми например, такими, как показано наFor the most common symmetric U-shaped trajectory in automation practice (grabbing an object - lifting-transferring - lowering - unlocking an object - lifting - returning - lowering), the cams 8 and 9 are the same, for example, as shown in

20 фиг. 3. Их наружные контуры описаны радиусами R 1 и R 2 с пр молинейными переходами . При необходимости уменьшени ускорений движени выходного вала пр молин ейные участки контуров кулачков 8 и 920 of FIG. 3. Their outer contours are described by radii R 1 and R 2 with straight transitions. If it is necessary to reduce the accelerations of the output shaft, the straight-line sections of the contours of the cams 8 and 9

замен ютс другими большого радиуса. Радиусы Rs ступиц кулачков 8 и 9 выполнены меньшими, чем Ri и Rj. Т. е. Ra R i. Упрошенно, каждый из кулачков 8 и 9 можно охарактеризовать как планку с тупым 10 и острым 11 концами, расположенную по одну сторону от оси ступицы (оси входного вала 5).replaced by others of large radius. The radii Rs of the hubs of the cams 8 and 9 are smaller than Ri and Rj. That is, Ra R i. Simply stated, each of the cams 8 and 9 can be described as a bar with a blunt 10 and sharp 11 ends, located on one side of the axis of the hub (axis of the input shaft 5).

Выходной вал 12 выполнен грибообразным и имеет головку 13. Конструкци выходного вала может быть как цельной (фиг. 1), так и сборной. Выходной вал 12 сидит в направл ющей втулке 14. Пружина 15, имеюша возможность вращатьс вместе с выходным валом 12 благодар подшипнику 16 и кольцу 17, посто нно прижимает торец головки 13 (непосредственно или через фрикционную накладку 18) к одному из кулачков 8 и 9 входного вала 5.The output shaft 12 is made mushroom-shaped and has a head 13. The design of the output shaft can be either solid (Fig. 1) or combined. The output shaft 12 sits in the guide sleeve 14. The spring 15, having the ability to rotate with the output shaft 12 due to the bearing 16 and the ring 17, constantly presses the end of the head 13 (directly or through the friction lining 18) to one of the cams 8 and 9 of the input shaft 5.

Наличие пружины 15 позвол ет эксплуатировать автооператор при любой ориентации выходного вала 12, вниз, вбок и т. п. Кулачки 8 и 9 входного вала расположены в плоскост х, лежащих по разные стороны, от центра торца головки 13 выходного вала 12. Пересечение осей входного 5 и выходногоThe presence of the spring 15 allows the operator to operate at any orientation of the output shaft 12, down, sideways, etc. The cams 8 and 9 of the input shaft are located in planes lying on opposite sides of the center of the end face of the head 13 of the output shaft 12. The intersection of the input axes 5 and day off

12валов, показанное на фиг. 1, 2, 3, вл етс необ зательным. На головке 13 укреплены , например, винтами 19 (фиг. 3) регулируемые упоры 20 и 21 (фиг. 1, 2, 3). Упоры 20 и 21 (как и кулачки 8 и 9) одинаковы по конструкции и размерам, но имеют разную нумерацию только дл удобства описани работы автооператора. На выходном валу 12 укреплена ручка 22 с захватом 23, например, вакуумным. В корпусе автооператора помещена стойка 24, ось которой параллельна оси выходного вала 12.The 12 shaft shown in FIG. 1, 2, 3, is optional. On the head 13 are fixed, for example, with screws 19 (FIG. 3) adjustable stops 20 and 21 (FIGS. 1, 2, 3). The stops 20 and 21 (like the cams 8 and 9) are the same in design and size, but have different numbering only for the convenience of describing the work of the auto-operator. On the output shaft 12 fortified handle 22 with the grip 23, for example, vacuum. In the case of the auto operator placed stand 24, the axis of which is parallel to the axis of the output shaft 12.

Пусть исходное положение автооператора такое, как показано на фиг. 1, 2, 3, т.е. упор 21 прижат к стойке 24, рассто ние Н от оси входного вала 5 до торца головкиLet the initial position of the auto-operator be as shown in FIG. 1, 2, 3, i.e. the stop 21 is pressed against the post 24, the distance H from the axis of the input shaft 5 to the end of the head

13выходного вала 12 равно радиусу Rz (Н Ri). Кулачок 8 расположен выше кулачка 9 и просвет между ними горизонтален ( а 0°). За исходное выбргшо нижнее левое положение выходного вала 12 (захвата 23).13 output shaft 12 is equal to the radius Rz (H Ri). The cam 8 is located above the cam 9 and the gap between them is horizontal (a 0 °). For the initial left lower position of the output shaft 12 (gripper 23).

Допустим, что входной вал 5 начинает вращатьс по часовой стрелке (стрелка С на фиг. 3). В результате этого движени в паре «кулачок 8 - головка 13 вала 12 возникает сила трени Fj, стрем ща с развернуть головку 13 против часовой стрелки, как показано на фиг. 4. Но поворачиватьс головке 13 не позвол ет упор 21, воздействующий на стойку 24 с силой FZI. Выстой выходного вала 12 в левом нижнем положении продолжаетс пока под торцом головки 13 находитс радиусна (г Rz) часть кулачка 8. После этого острый конец 11 кулачка 8 поднимает головку 13 (см. фиг. 5), прижима упор 21 к стойке 24. Этим обеспечиваетс пр молинейность восход щей части траектории захвата 23. Подъем продолжаетс до тех пор, пока радиусна часть острого конца 11 кулачка 8 не придет в точку D (фиг. 5), принадлежащую плоскости, параллельной оси выходного вала 12, и в которой лежит ось входного вала 5, (далее будем определ ть такое положение как привод на осевую линию). С этого момента начинаетс кратковременный выстой выходного вала в верхнем левом положении. Выстой заканчиваетс тогда, когда торца головки 13 будут касатьс оба кулачка 8 и 9 (положение на фиг. 6). В этот момент на головку 13 действует силы трени FS и Fg, приложенные с разных сторон от центра торца головки 13 (фиг. 7). В частном случае, показанном на фиг. 7, силы трени обоих кулачков 8 и 9 о головку 13 равны (Fs Fg) и сила воздействи упора 21 на стойку 24 равна нулю (Рг. - 0). Затем кулачок 8 отходит от головки 13 (см. фиг. 8) и она под действием силы трени Fg поворачиваетс вправо (см. фиг. 9), остава сь в верхнем положении, пока ее торец опираетс на радиусную часть тупого конца кулачка 9. Этот конец профилируетс так, чтобы упор 20 приходил в соприкосновение со стойкой 24 после того, как конец Е радиусной части пройдет осевую линию (см. фиг. 10), когда поворот головки 13 происходит с замедлением , а ее опускание - с ускорением. При этом условии встреча упора 20 со стойкойAssume that the input shaft 5 begins to rotate clockwise (arrow C in FIG. 3). As a result of this movement in a pair of cam 8 - head 13 of shaft 12, a friction force Fj arises, which tends to turn head 13 counterclockwise, as shown in FIG. 4. But turning the head 13 does not allow the stop 21 acting on the stand 24 with the force FZI. The output shaft 12 stands still in the lower left position while the radius (rz) of the cam 8 is under the end of the head 13. After that, the sharp end 11 of the cam 8 lifts the head 13 (see Fig. 5), pressing the stop 21 to the rack 24. This the straightness of the ascending part of the gripping path 23 is ensured. The ascent continues until the radial part of the sharp end 11 of the cam 8 comes to point D (Fig. 5) belonging to a plane parallel to the axis of the output shaft 12 and in which the axis of the input shaft lies shaft 5, (we will further define this position to to drive on the center line). From this point on, the output shaft for a short time in the upper left position starts to rise. The stand is completed when the ends of the head 13 touch both cams 8 and 9 (position in FIG. 6). At this moment, the head 13 is affected by the friction forces FS and Fg applied from different sides of the center of the end face of the head 13 (Fig. 7). In the particular case shown in FIG. 7, the frictional forces of both cams 8 and 9 on the head 13 are equal (Fs Fg) and the force of the impact of the stop 21 on the post 24 is zero (Pr. - 0). Then the cam 8 moves away from the head 13 (see Fig. 8) and under the influence of the friction force Fg rotates to the right (see Fig. 9), remaining in the upper position while its end rests on the radius part of the blunt end of the cam 9. This The end is profiled so that the stop 20 comes into contact with the pillar 24 after the end E of the radius part passes the center line (see Fig. 10) when the head 13 is rotated with deceleration, and its lowering - with acceleration. Under this condition, the meeting of the stop 20 with stand

24 (см. фиг. 11) происходит практически безударно, после чего захват 23 движетс по пр молинейной нисход щей части траектории . Это движение заканчиваетс выстоем в нижней правой точке траектории в течение времени, пока кулачок 9 касаетс головки 13 поверхностью малого радиуса Ra24 (see Fig. 11) is almost unstressed, after which the capture 23 moves along the straight downward part of the trajectory. This movement ends at the lower right point of the trajectory for as long as the cam 9 touches the head 13 with the surface of a small radius Ra

Когда входной вал 5 поворачиваетс на угол сС 180° от исходного положени , автооператор соверщает половину цикла. За вторую половину цикла (180° « 4360°) выходной вал 12 возвращаетс в исходное положение по траектории, аналогичной траектории первого полуцикла.When the input shaft 5 is rotated at an angle of 180 ° C from the initial position, the auto-operator performs a half cycle. During the second half of the cycle (180 ° - 4360 °), the output shaft 12 returns to its original position along a path similar to that of the first half cycle.

Изменением профилей кулачков 8 и 9 получаютс иные траектории рабочих движений автооператора.By changing the profiles of the cams 8 and 9, other trajectories of the working movements of the operator are obtained.

В услови х эксплуатации с частными переналадками целесообразно выполн ть кулачки 8 и 9 сборными, например, из втулки 25 со множеством радиальных резьбовых отверстий, в часть которых ввернуты 5 резьбовые щтыри 26 (см. фиг. 13). Выходной вал 12 может выполн тьс полым, как показано на фиг. 14. При этом втулка 14 замен етс на стержень-направл ющую 27, укрепленную, например, на корпусе втулки 14. Крышка 3 и обечайка 2 замен ютс в этом варианте легким кожухом 28. Кожухом 29 закрываетс и проем в выходном валу 12.Under conditions of operation with partial retooling, it is advisable to make cams 8 and 9 teams, for example, from sleeve 25 with many radial threaded holes, some of which screw 5 threaded shields 26 (see. Fig. 13). The output shaft 12 may be made hollow as shown in FIG. 14. In this case, the sleeve 14 is replaced with a rod-guide 27, reinforced, for example, on the sleeve body 14. The cover 3 and the shell 2 are replaced in this embodiment with a lightweight casing 28. The casing 29 is closed and the opening in the output shaft 12.

Итак, выполнение выходного вала автооператора грибообразным, размещение входного вала с кулачками под торцом головки выходного и расположение кулачков входного вала в плоскост х, лежащих по разные стороны от центра торца головки, позвол ютThus, the implementation of the auto-operator output shaft is mushroom-shaped, the placement of the input shaft with cams under the end face of the output head and the arrangement of the cams of the input shaft in planes lying on opposite sides of the center of the end face of the head allow

исключить передачи между входным и выходным -валами. Это значительно упрощает конструкцию и дозвол ет уменьшить габариты автооператора.to exclude transfers between input and output shafts. This greatly simplifies the design and allows you to reduce the size of the auto operator.

Claims

1. An auto-operator comprising a housing, a gripping device and a drive for moving the rod, on the output shaft of which cams are mounted, characterized in that, in order to simplify the design and reduce the dimensions, the rod is provided with a flange.

and the cams are located on opposite sides of the axis of movement of the rod, with the axis of rotation of the cams perpendicular to the axis of movement of the rod.

2. An auto operator under item 1, characterized in that a worm gear is installed in the drive kinematic chain, and the cams are mounted on the output shaft of the worm wheel, on either side of it.

Sources of information taken into account in the examination 1. US Patent No. 3857496, cl. 214-1, pub. 1974.

(pt / e-l Su A

five

0t / s.5

15

21

/ J

fiyo.

rig.b

phage