Захватное устройство

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в промышленных роботах. Цель изобретения - уменьшение энергоемкости и повышение надежности устройства. Для этого в захватном устройстве, снабженном двумя самоцентрирующимися схватами 3 и 4, установленными во вращающейся части 2 корпуса, их попеременная работа и смена осуществляется от одного привода. На невращающейся части 1 корпуса смонтированы передаточное звено, механизм его сцепления с полумуфтой 10 или 11 схвата или же с конической шестерней 16, осуществляющей смену рабочих положений захватного устройства, и механизм фиксации схватов в рабочих положениях. От привода 24 вращение через вал 5 передается на втулку 6 и сцепленные конические шестерни 8 и 16. Осуществляется смена местами схватов 3 и 4. При движении захватного устройства вниз освобождаются толкатель 28 и зубчатая рейка 19, фиксатор 26 входит в гнездо 30, а полумуфта 9 сцепляется с полумуфтой 11. Включаясь, привод 24 передает вращение на сцепленные полумуфты 9 и 11 и спиральный диск 13, перемещающий рейки-кулачки 15. Происходит зажим или освобождение заготовки из схвата 4. При движении захватного устройства вверх рейки 19 и толкатель 28 упираются в корпус 23. При этом происходит расцепление полумуфт 9 и 11 и соответственно сцепление шестерен 8 и 16, а фиксатор 26 выходит из гнезда 30. Цикл работы захватного устройства повторяется. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 25 3 15/00

h.ЕОЕЗМ3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ж с(Т, 30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 42Ь8512/08 (2) 2Ь.06.87 (46) 23. 12.89. Вюл.."," 47 (72) b.1. Хс хряк<)в (53) 621-229.72 (,088.8) (5Ь) Захнагн(е устройство нромьпиленного робота. — Техническое оппс.ание и инструкция по эксплуатации промышленного робота Э iектроника Hft

%f1-01 ".

„„SU„„1530437 А 1 (54) ЗАХВАТНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в промышленных роботах. Цель изобретения — уменьшение энергоемкости и повышение надежности устройства. Для этого в захватном устройстве, снабженном двумя самоцентрирующимися схватами 3 и 4, установленными во вращающейся части 2 корпуса, их попеременная работа и смена осуществляет1530437

50 ся от одного привода. На невращающейся части 1 корпуса смонтированы передаточное звено, механизм его сцепления с полумуфтой 10 или 11 схвата или же с конической шестерней 16,осуществляющей смену рабочих положений захватного устройства, и механизм фиксации схватов в рабочих положениях.

От привода 24 вращение через вал 5 передается на втулку 6 и сцепленные конические шестерни 8 и 16 Осуществляется смена местами схватов 3 и

4. При движении захватного устройства вниз освобождаются толкатель 28 н зубчатая рейка 19,, фиксатор 26 входит

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в промышленных роботах и манипуляторах.

Цель изобретения — уменьшение энергоемкости и габаритов захватного устройства за сч т обеспечения попеременной работы схпатов и их смены местами от одного привода.

На фиг.1 изображена кинематическая схема захватного устройства, на 30 фиг.2 — пример конкретного применения устройства в промышленных роботах для загрузки-разгрузки станков с ЧПУ.

Захватное устройство состоит из корпуса, имеюшего невращающуюся 35 часть 1 и вращающу; ся часть 2, на которой жестко закреплены самоцентрирующиеся схваты 3 и 4, чьи оси пео ресекаются под углом 90 и точка их пересечения лежит на оси вращения 40 вращающейся части 2 корпуса, делящей этот угол пополам. В невращающейся части 1 корпуса установлен, например на подшипниках качения, вал 5 привода, расположенный таким образом, 45 что при повороте вращающейся части 2 корпуса ось этого вала привода может попеременно совпадать с осью каждого из схватов 3 и 4. Па валу

5 привода подвижно вдоль его ocu смонтировано передаточное звено, выполненное в виде втулки 6, имеющей кольцевой паэ 7, причем втулка выпол« иена заодно с конической шестерней

8 и полумуфтой 9. Полумуфта 9 сцеплена с аналогичной ей полумуфтой

10, установленной на приводном элементе самоцентрирующегося схвата 3, соосного в данный момент с осью вав гнездо 30, а полумуфта 9 сцепляется с полумуфтой 11, Включаясь, привод

24 передает вращение на сцепленные полумуфты 9 и 11 и спиральный диск 13, перемещающий рейки-кулачки 15. Происходит зажим или освобождение заготовки из схвата 4. При движении захватного устройства вверх рейки 19 и толкатель 28 упираются в корпус 23.

При этом происходит расцепление полумуфт 9 и 11 и соответственно сцепление шестерен 8 и 16, а фиксатор 26 выходит иэ гнезда 30. Цикл работы захватного устройства повторяется.

1 з.п.ф-лы, 2 ил . ла 5 привода. Схваты 3 и 4 могут бытв выполнены, например, в виде двух- или трехкулачкового патрона со спирально-реечным механизмом.

Полумуфты 10 и 11 выполнены на спиральных дисках 12 и 13, сцепленных с рейками-кулачками 14 и 15 соответственно.

В невращающейся части 1 корпуса установлен механизм сцепления передаточного звена с приводным элементом схвата (10 или 11) или же с конической шестерней 16, жестко закрепленной на оси вращения части 2 корпуса. Механизм сцепления состоит из зубчатой рейки 17, подпружиненной пружиной 18, и зубчатой рейки

19, которые связаны между собой с помощью зубчатого колеса 20, смонтированного на оси. На рейке 17 выполнен выступ 21, которым она связана с втулкой 6 через кольцевой паз 7. Конец рейки 19 выступает за пределы части 1 корпуса захватного устройства °

Захватное устройство закреплено на направляющей 22 механизма подъема, которая может перемещаться относительно его коргуса 23 в вертикаль;йом направлении. В корпусе 23 механизма подъема неподвижно установлен общий привод 24, который соединен своим полым валом 25, через шпонку или шлицы, с валом ,.5 привода, образуя телескопическое соединение, передающее крутящий момент.

5 1530

В дополнение к этому с целью понышения надежности работы захватного устройства н ненращающейся части 1 корпуса смонтирован механизм фиксации схватов в рабочем положении.

11еханизм фиксации состоит из фиксатора 26, подпружиненного пружиной

27 и установленного с воэможностью радиального перемещения относительно

1О оси вращения вращающейся части 2 корпуса захватного устройства, и толкателя 28, установленного параллельно оси вала 5 гривода. Один конец толкателя ныступает эа пределы корпуса 1 и может нзаимодейсгвовать с корпусом 23, другой конец толкателя воздейстнует через ролик на фиксатор 26.

Фиксатор может попеременно входить в гнезда 29 и 30. Эти гнезда 29 и

30 расположены но вращающейся части

2 корпуса так, что при сопряжении фиксатора 26 с гнездом 29 ось схвата

3 точно совпадает с осью нала 5 привода, при сопряжении фиксатора 26 с гнездом 30 ось схвата 4 точно совпадает с осью вала 5 привода.

Кроме этого, н невращающейся части 1 корпуса может быть дополнительно установлен датчик 31, нэаимодейсгвующий с ак.гивными элементами 32 и 33, выполненными на любой иэ зубчатьгк реек 17 или 19, на расстоянии друг от друга, равном расстоянию между серединами зубчатых венцов конической шестерни 16 и любой полумуфты 10 и и 11.

При установке таких дополнительных механизмов числа зубьев конической шестерни 8 должно быть равно или кратно числу зубьев полумуфз 911, а зубья конической шестерни 16 должны быть строго ориентированы по угловому положению ()THocHòåëüíî вращающейся части 2 корпуса, и это положение внесено в память системы управления промышленного роЬота.

Захватное устройство промышленного робота работает следующим образом.

Вращение от привода 24 через полый вал 25, шпоиочное или шлицевое соединение с в; Ii>M 5 привода передается на втулку h, которая полумуфтой

9, сцепленной с полумуфтой 10, вращает спиральный диск 12, перемещающий н снл о ередь рейки-кулачки 14.

437 6

В зависимости от направления вращения происходит зажим заготовки или ее освобождение из схвата 3. После, например, зажима заготовки, находящейся в технологической таре, захватное устройство движется вверх, вынимая заготовку иэ этой тары.

В конце хода захватного устройства зубчатая рейка 19 своим концом упирается в корпус 23 и при дальнейшем, его двюкении она через зубчатое колесо 20 перемещает зубчатую рейку 17, сжимая пружину 18. Выступ 21, двигаясь вместе с зубчатой рейкой 17, перемещает втулку 6, расцепляя полумуфты 9 и 10 и зацепляя коническую шестерню 8 с конической шестерней 16.

После полного зацепления захватное устройство останавливается, например, по команде конического выключателя (не показан), установленного на корпусе 23.

Далее по сигналу системы управления привод 24, вращая вал 5 привода и втулку Ь, вращает конические шестерни S и 16. Коническая шестерня

16, будучи жестко соединенной с вращающейся частью 2 корпуса, вращает ее и закрепленные на ней схваты 3 и

4 вокруг своей оси. Повернув вращаюо щуюся часть 2 корпуса на 180, привод 24 останавливается — произошла смена местами схнатов 3 и 4.

При ходе захватного устройства вниз конец зуЬчатой рейки 19 освоЬождается и под действием пружины

18 зубчатая рейка 17 перемещает своим выступом 21, введенным в кольцевой паэ 7, втулку 6, при перемещении которой расцепляются конические шестерни 8 и 16 и однонременно соединяются полумуфты 9 и 11.

Вращением привода 24 можно с помощью схвата 4 осуществлять зажим или освобождение заготовки.

Пикл многокрагно повторяется в процессе работы промышленного роЬота °

Кроме того, в рабочем положении (например, при зажиме или освобождении заготовки), когда конец зубчатой рейки 19 и конец подвижного толкателя 28 не взаимодействуют с корпусом

23, фиксатор 26 введен в гнездо 29 и удерживается там пружиной 27, что обеспечивает надежную и точную фиксацию вращающейся части 2 корпуса относительно его невращающейся

1Ü30437

50 части 1, а также гарантирует т чное совпадение оси вала привода 5 с осью схвата 3.

В этом положе«ии полумуфта 9 введена в пблное зацепление с полумуфтой 10 и это положение, через кинематическую связь полумуфты 9 с зубчатой рейкой 19, зафиксировано срабатыванием датчика 31 от воздействия активного элемента 32, расположенного на этой зубчатой рейке.

Для консгрукции с дополнительно введенными механизмами расс гая п«е между зубчатыми венцам « конической шестерни 8 и полумуфты 9 выполнено таким, что обеспечивается их промежуточное положение на валу 5 привода, в котором ни та, ни другая в зацеплении не находится.

Таким образом, поскольку втулка 6 находится в свободном состоянии, можно установить коническую шестерню

Я в такое угловое положение, которое обеспечивает ее гара«r>«pn««a««;«oe введение в зацепление с. конической шестерней 16.

Это достигаетс.я сравнением введенной в памя гь с èñòåìû управ. «ения постоянного углового положения (следовательно, и положения з убьев) конической шестерни «б с текущим угловым положением пол;м,.фты 9 в тех состояниях, когда чаг r» 1 и корпуса зафиксированы друг о«носительнг друга через фиксатор 26 и г«езда 29 и 30.

11о команде системы управ. «ения привод 24 уста«авливает коническую шестерню 8 в такое положение, когда один из ее зубьев установится против впадины между зубьями конической шестерни 16. Лг«лее при «««следующем перемещении захватного устройства вверх конец подвижного толкателя 28 упирается в корпус 23 «« перемещаясь, возд.-йствует, «а«ример, на наклонный выступ ипи наклонный вырез в теле фиксатора 26, выводя тем самым фиксатор из г«езда 29.

В период выхода фиксатора 26 из гнезда 29 конические шестерни 8 и 16 входят в зацепление и при достижении их полного зацепления активный элемент 33 доходит до дат— чика 31, воздействуя íà «erо, датчик 31 выдает сигнал в систему управления промышлен«ого робота, которая по этому сигналу вносит в память угловое положение всех элементов, делает отметку, что произошло зацепление, и прекращает дви5 жение захватного устройства. В этом положении фиксатор 26 пол«остью выведен из гнезда 29, следовательно, можно осуществлять смену местами схватов 3 и 4.

11о командам сис гемы управления привод 24 меняет местами схваты

3 и 4. Далее также по команде системы управления захватное устройство движется вниз, удаляясь от кор-, «уса 23, при этом начинает освобождаться подвижный то«катель 28 и зубчатая рейка 19, причем фиксатор 26 входит в гнездо 30 до расцепления конических шестерен 8 и 16, предотвращая тем самым самопроизволь20 ный поворот вращающейся части 2 корпуса.

После вьгхода из зацепления конических шестерен 8 и 16 втулка 6 оказывается в свободном состоянии. Система управления дает команду приводу

24 на поворот полумуфты 9 и одновремен«о сравнивает ее угловое положение с угловым положением полумуфты

11, ранее внесенным в ее память. !

1ри совмещении одного из зубьев полумуфты 9 с впадиной между зубьями полумуфты 11 система управления подает команду и захватное устройство движется по ««аправлению от корпуса

35 3 и пол«остью освобождает зубчатую рейку 19, а вместе с ней и пружину

18, под действием которой через зубчатую рейку 17 и втулку б полумуфта

9 входит в зацепление с полумуфтой

11. В этот момент активный элемент

32 воздействует на датчик 31, по сигналу которого система управления вносит в память угловое положение всех элементов, делает отметку, что

45 произошло зацепление, и подает команду на зажим или освобождение заготовки.

Цикл повторяется при дальнейшей работе промьпш«ел«ого робота.

Формула изобретения

1. Захватное устройство промышленного робота, содержащее корпус, 55 одна иэ частей которого выполнена с возможностью вращения относитель. «о другой, закрепленный ««а направляющей механизма подъема, «ри этом

1530437

Составитель С. Соловьев

Техред Л.Сердюкова Корректор С. Ыекмар

Редактор Е. Папп

Заказ 7841/17 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1130!5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, у..т. !апарина,101 во вращающейся части корпуса смонтированы два самоцентрирующихся схвата, продольные оси которых расо положены под углом 90 одна относительно другой, а точка их пересечения лежит на оси вращения, делящей этот угол пополам, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью уменьшения энергоемкости, а также габаритов захватного устройства за счет обеспечения попеременной работы схватов от одного привода, оно снабжено установленными в невращающейся части корпуса передаточным звеном

1 и механизмом его сцепления с приводным элементом схвата или с дополнительно введенной конической шестерней, жестко закрепленной на оси вращающейся части корпуса, при этом передаточное звено выполнено в виде втулки с кольцевым пазом, смонтированной заодно с конической шестерней и полумуфтой на валу привода подвижно вдоль его оси с возможностью попеременного сцепления соответсТВеННо с кониЧеской шестерней вращения корпуса или с полумуфтой приводного элемента схвата, а механизм сцепления выполнен из двух зубчатых реек, связанных одна с другой посредством зубчатого колеса, причем

5 одна из реек установлена с воэможностью взаимодействия своим концом с корпусом механизма подъема, а другая подпружинена и имеет выступ, имеющий возможность расположения в кольцевом пазу втулки передаточного механизма.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено механизмом фиксации схватов в рабочем положении, установленном в невращающейся части корпуса и состоящим иэ подпружиненного фиксатора, смонтированного с возможностью радиального перемещения относительно оси вращения корпуса, и связанного с ним толкателя, установленного параллельно оси вала привода с возможностью взаимодействия своим свободным концом с

25 корпусом механизма подъема, при этом на вращающейся части корпуса выполнены гнезда под фиксаторы при совпадении оси одного из схватов с осью вала привода.