Манипулятор

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в ручных манипуляторах, обслуживающих металлорежущие станки. Цель изобретения - уменьшение энергозатрат при манипулировании объектами за счет взаимного уравновешивания исполнительных устройств. Манипулятор содержит исполнительные устройства 1 и 2, установленные на поворотной колонне 7. Каждое из исполнительных устройств имеет рабочее звено 12 с захватным устройством. В исходном положении захватное устройство 4 находится вблизи накопителя заготовок, а захватное устройство 3 - вблизи патрона станка. После установки объектов в соответствующие захватные устройства оператор опускает устройство 3 и одновременно поворачивает колонну. При этом перемещаются тяги 10 исполнительных устройств, шарнирно соединенные с рабочими звеньями 12, а также рычаги 11 и кривошипы 9 исполнительных устройств, закрепленные на поворотной колонне и шарнирно соединенные с тягами. Одновременное перемещение двух захватных устройств обеспечивается наличием шатуна 13, кинематически связывающего оба исполнительных устройства. Шатун 13 шарнирно соединен с каждым из рычагов 11. Так как отношения длин звеньев первого исполнительного устройства к длинам соответствующих звеньев второго исполнительного устройства и отношение весов звеньев второго исполнительного устройства к весам звеньев первого исполнительного устройства равны отношению массы объекта манипулирования первого исполнительного устройства к массе объекта манипулирования второго исполнительного устройства, то обеспечивается взаимное уравновешивание исполнительных устройств. После этого заготовка устанавливается в патрон, а деталь - в накопитель, а затем цикл повторяется. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (У1) В 25 J 11/00,1/02 ИИИЗЯЯ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЛ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) МАНИПУЛЯТОР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

fl0 изОБРетениям и ОЧЯРытиям

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4444167/31-08 (22) 24.05.88 (46) 15.05.90. Бюл. Ф 18 (71) Ереванский политехнический институт им. К.Маркса и Чаренцаванское станкостроительное обьединение (72) P Ï.Цжавахян, Ю.А.Акопян и Н.P.Äæàâàõÿí (53) 621.223.72 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1007967, кл. В 25 J 11/00, 1982.

„„Я0„„1563969 A 1 (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в ручных манипуляторах, обслуживающих металлорежущие станки. Цель изобре-тения — уменьшение энергозатрат при манипулировании объектами sa счет взаимного уравновешивания исполнительных устройств. Манипулятор содержит исполнительные устройства 1 и

1563969

2, установленные на поворотной коонне 7. Каждое из исполнительных устойств имеет рабочее звено 12 с заватным устройством. В исходном по5 ложении захватное устройство 4 находится вблизи накопителя заготовок, а захватное устройство 3 — вблизи патрона станка. После установки объектов

В соответствующие захватные устрой- 1п тва оператор опускает устройство 3 и дновременно поворачивает колонну. ри этом перемещаются тяги 10 исполительных устройств, шарнирно соедиенные с рабочими звеньями 12, а так- 15 е рычаги 11 и кривошипы 9 исполниельных устройств, закрепленные на оворотной колонне и шарнирно соединенные с тягами, Одновременное перемещение двух захватных устройств обес- 2О печивается наличием шатуна 13, кине-!

Изобретение относится к машино троению и может быть использовано ручных манипуляторах, в частности бслуживающих металлорежущие станки. 30

Цель изобретения — уменьшение энергозатрат при манипулировании объектами за счет взаимного уравновеШивания исполнительных устройств.

На фиг.1 представлена кинематичес- 5 кая схема манипулятора; на фиг.2 ид А на фиг.1; на фиг.3 — накопитель заготовок и готовых деталей; на фиг.4 - характерные положения захватных устройств и уровни зон за- 4g груэки

Манипулятор содержит исполнительные устройства 1 и 2, имеющие захватные устройства 3 и 4 детали и заготовки. Исполнительные устройства 45 выполнены в виде лямбдаобразных прямолинейно направляющих механизмов Чебышева и шарнирно установлены посредством шарниров 5 и 6 на поворотной колонне 7, которая в свою очередь установлена на основании 8. Каждый из механизмов Чебьппева содержит кривошип 9, трехшарнирную тягу 10 с равными плечами, рычаг 11 и шарнирно соединенное с тягой рабочее звено 12, 55 несущее захватное устройство. РычагИ 11 шарнирно соединены между собой посредством шатуна 13, образующего с ними и с колонной шарнирный паралматически связывающего оба исполнительных устройства. Шатун 13 шарнирно соединен с каждым иэ рычагов 11.

Так как отношения длин звеньев первого исполнительного устройства к длинам соответствующих звеньев второго исполнительного устройства и отношения весов звеньев второго исполнительного устройства к весам звеньев первого исполнительного устройства равны отношению массы объекта манипулирования первого исполнительного устройства к массе объекта манипулирования второго исполнительного устройства, то обеспечивается взаимное уравновешивание исполнительных устройств. После этого заготовка устанавливается в патрон, а деталь — в накопитель, а затем цикл повторяется.

1 э.п. ф-лы, 4 ил. лелограмм для обеспечения синхронного вращения рычагов и противонаправленности движений захватных устройств.

Размеры звеньев обоих механизмов

Чебышева связаны равенствами 1 6 =

21, 1 о = 21-и = 51ь, где для каждого механизма 16, 1 0 и 1 — длины кривошипа, тяги и рычага; 1п 6— расстояние между осями шарниров 5 и

6 кривошипа и рычага, обеспечивающими прямолинейное перемещение точек подвеса звеньев 12 по вертикали, I

Длины звеньев 12 устанавливаются по зависимостям (фиг.4)

1y=Hh, 1 =1 + 2d — kd, где 1> и 1 — расстояния от центров захватных устройств 3 и 4 до осей шарниров подвеса жестко связанных с ними звеньев 12;

Н вЂ” высота уровня оси шарнира 5 кривошипа исполнительного устройства .1 над уровнем пола;

k — - отношение веса заготовки к весу детали;

d — расстояние между осями шарниров 5 и 6 исполнительного устройства 2;

kd — расстояние между осями шарниров 5 и 6 исполнительного устройства 1.

53969 6

После этого заготовка у-станавливается в патрон, а деталь опускается на наклонную плоскость 16 и оператор, пре5 одолевая только трение в шарнирах, переводит разгруженный манипулятор в исходное положение.

Шарнирное соединение с тягами 10 звеньев 12 позволяет отклонить оси

10 последних от вертикали с целью облегчения снятия детали с патрона и установки в него заготовки.

5 15

Размеры и веса элементов обоих исполнительных устройств устанавливаются по условию обеспечения их взаимоуравновешенности как с манипулируемыми объектами, так и без них. Для этого размеры одноименных звеньев (кривошипа, тяги и рычага) в механизме перемещения захвата детали устанавливаются в К .раз больше, а веса звеньев (включая и звенья 12 с захватами) во столько же раз меньше, чем в механизме перемещения заготовки.

При выполнении этих условий все элементы механизма перемещения заготовки как с манипулируемым объектом, так и без него в К раз тяжелее, чем одноименные элементы механизма перемещения детали, но имеют в К раз меньше скорости и перемещения, чем и обеспечивается взаимоуравновешенность механизмов.

Уровни загрузки манипулятора заготовкой и выгрузки готовой детали (фиг.3, 4) должны быть расположены на разных высотах:

H, = h — 2Kd, Н, = Ь - гй,что диктуется как удобством совмещения накопителей 14 заготовок и деталей, так и совмещением центра одного из захватных устройств с.осью патрона при нахождении другого захватного устройства в нижнем крайнем положении у накопителя.

Формула

20 изобретения друг с другом, каждое из которых имеет рабочее звено с захватным устройством, рычаг, шарнирно установленный на поворотной колонне, и тягу, шарнир30 но соединенную с рабочим звеном и с рычагом, отличающийся тем, что с целью уменьшения энергозатрат при манипулировании объектами за счет взаимного уравновешивания исполнитель35 ных устройств, он снабжен шатуном, шарнирно соединенными своми концами с рычагами исполнительных устройств, а также двумя кривошипами, каждый из которых шарнирно установлен на пово40 ротной колонне и шарнирно соединен с тягой соответствующего исполнительного устройства.

2. Манипулятор по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что отношения

45 длин звеньев первого исполнительного устройства к длинам соответствующих звеньев второго исполнительного устройства и отношения весов звеньев второго исполнительного устройства

50 к весам соответствующих звеньев первого исполнительного устройства равны отношению веса объекта манипулирования . второго исполнительного устройства к весу объекта манипулирования первого

55 исполнительного устройства.

Манипулятор работает следующим образом.

В исходном положении манипулятора захватное устройство 4 находится у плоскости 15 накопителя, а захватное устройство 3 — у патрона станка. Оператор последовательно осуществляет установку заготовки детали в соответствующие захватные устройства. Далее оператор опускает захватное устройство детали и одновременно поворачивает колонну на 180 до совмещения захватного устройства детали с наклонной плоскостью 16 приема детали. При этом захватное устройство заготовки поднимается и устанавливается напротив патрона, а оператор ввиду взаимоуравновешенности элементов механизмов и веса заготовки весом детали преодоле" вает только силы трения в шарнирах..

Такое конструктивное выполнение манипулятора позволяет уменьшить энер15 гозатраты путем обеспечения взаимоуравновешенности исполнительных устройств.

1. Манипулятор, содержащий основание, поворотную колонну, установленную на основании, первое и второе испОлнительные устройства, смонтированные на колонне и кинематически связанные

1563969

Ae.O

Составитель В.Верховский

Техред М.Дидык Корректор М.Кучерявая

Редактор Н.Горват

Заказ 1128 Тираж 693 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по .изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101