Автоматический многозахватный манипулятор

 

Сущность изобретения: каретка 1 установлена на нижней профильной зубчатой поверхности ялиты на магнитовоздушных направляющих с возможностью перемещения посредством линейных шаговых двигателей по двум координатам . На каретке установлены с возможностью выдвижения от общего привода схваты, снабженные устройством для их удержания в нерабочем состоянии. При этом схваты могут быть выполнены двух типов: клещевыми с пневматическим приводом и вакуумно эжекторными. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6ЛИК (м)ю В 25 J 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗО6РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.Фг

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4832694/08 (22) 11.04.90 (46) 07.05.92. бюл. М17 (71) Ленинградское научно-производственное объединение "Северная заря", Ленинградский государственный технический университет

{72) В.H.Åâäîêèìîâ, M.È.Oò÷èê и Ю.П.Смирнов (53) 621,229.7 (088.8): (56) Техническая документация на манипулятор MPA-9010 (77249912.00.00.000). Рижский завод промышленных роботов. 226300, Рига. (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ МНОГОЗАХВАТНЫЙ МАНИПУЛЯТОР

Изобретение относится к робототехнике и, в частности, к многозахватным манипуляторам промышленных роботов и может быть использовано в машино- и приборост. роении для автоматизации сборки много компонентных иэделий, например реле, в условиях серийного и мелкосерийного производства.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет уменьшения массы подвижных частей.

На фиг.1 изображен манипулятор, общий вид; на фиг.2 — ведомая каретка с клещевым схватов в.увеличенном масштабе.

Манипулятор включает в установленную на портале (не показано) плиту из электротехнической стали (не показано), под нижней зубчатой поверхностью ко.;орой, удерживаясь.на расстоянии около 20 мкм от поверхности плиты, на магнитовоздушных направляющих установлена каре ка 1, содержащая расположенные друг над другом основание 2 и рамку 3, в которые, соответственно, своими верхними и нижними кон,, ЯЦ„„1731626 А1 (57) Сущность изобретения: каретка 1 установлена на нижней профильной зубчатой поверхности плиты на магнитовоздушных направляющих с возможностью перемещения посредством линейных шаговых двигателей по двум координатам. На каретке установлены с возможностью выдвижения от общего привода схваты, снабженные устройством для их удержания в нерабочем состоянии. При этом схвати могут быть выполнены двух типов: клещевыми с пневматическим приводом и вакуумно эжекторными. 1 з,п.ф-лы, 2 ил, цами жестко заделаны дополнительные направляющие 4. Количество последних равно максимально возможному количеству схватов, размбщаемых на манипуляторе. С основанием 2 жестко связан якорь 5 двухкоординатного шагового электродвигателя, обеспечивающего управляемое перемещение каретки 1 в горизонтальной плоскости по двум координатам. На каждой направляющей 4 установлено по одной ведомой каретке 6 вертикального перемеще- О ния с закрепленным в ней клещевым 7 или с3 вакуумным 8 схватом. ол . На основании 2 закреплен привод 9 вер-. тикеяьного перемещения ведомых кереток 6: )» содержащий двигатель 10, вал 11 ко орого посредством муфты 12 соединен с ходовым винтом 13, установленным в подшипниковых опорах 14 основания 2; С ходовым винтом

13 сопряжена общая ведущая каретка 15 посредством не менее чем трех роликов

16, размещенных равномерно по окружности во впадине профиля ходового винта 13 и установленных каждый в отдельности с

1731626 воэможностью вращения на своей оси 17, жестко закрепленной в корпусе 18 ведущей каретки 15, Кроме того, в отверстия корпуса

18 напротив каждой из ведомых кареток 6 запрессован поводок 19, сопрягаемый с соответствующей ведомой кареткой 6 при ее вертикальном перемещении по направляющей 4.

Каждая ведомая каре гка 6 имеет корпус

20, в котором выполнено посадочное отверстие 21 для установки схвата 7 или 8, а также отверстие 22 для подачи сжатого воздуха. В пазу, выполненном в корпусе 20, запрессована ось 23, на которую с возможностью вращения надет рычаг 24, выполненный из магнитомягкого материала и выполняющий функции якоря электромагнита. При этом, одно плечо рычага 24 имеет отверстие, которое с зазором, обеспечивающим возможность необходимого угла поворота рычага

24 вокруг оси 23, охватывает направляющую 4, а другое плечо имеет контакт с возвратной пружиной 25, поджимающей рычаг

24 к поводку 19 каретки 15 и жестко заделанной в корпус 20 ведомой каретки 6.

К основанию 2 неподвижно прикреплены катушки 26 электромагнитов, каждый из которых соответствует ведомой каретке 6.

При этом сердечник 27 каждой катушки 26 выполнен полым. Каждая из катушек 26 установлена так, что ее сердечник 27 охватывает по наружной поверхности соответствующую направляющую 4 в ее верхней части непосредственно около заделки последней в основание 2.

Катушка 26 с сердечником 27, а также рычаг 24 и возвратная пружина 25 в совокупности образуют устройство для управляемого отключения и удержания соответствующего схвата 7 или 8 в нерабочем положении.

Внутри направляющих 4 выполнены полости 28 и 29, отделенные одна от другой заглушкой 30. При этом полости 28 сообщаются с общим каналом 31, выполненным в основании 2, в который постоянно подается сжатый воздух, а полости 29 сообщаются с каналом 32, выполненным в рамке 3. В канал 32 сжатый воздух подается по специальной команде. В стенках направляющих 4 для сообщения с полостями 28 и 29 выполнены соответственно отверстия 33 и 34.

Между корпусом 20 ведомой каретки 6 и направляющей 4 имеется зазор, достаточный для того, чтобы расход проникающего сжатого воздуха обеспечивал срабатывание соответствующего схвата 7 или 8. В верхней и нижней части корпуса 20 запрессованы втулки 35, внутренние поверхности которых охватывают наружную поверхность направ5

55 ляющей 4 с минимальным зазором, при котором практически исключаются перетечки воздуха из полости 28 в полость 29 и, наоборот, при перекрытии верхней или нижней втулкой 35 соответственно отверстия 33 или

34. Зазор между корпусом 20 и направляющей 4 образует полость в разрыве поверхностей скольжения направляющей 4 и втулок 35, которая выполняет функции встроенного золотникового устройства, управляющего работой соответствующего схвата 7 или 8.

В пазу, выполненном в корпусе 20 ведомой каретки 6, установлен также вкладыш

36 таким образом, что, при воздействии возвратной пружины 25 на рычаг 24 поводок 19 занимает положение между рычагом 24 и

s клады ш ем 36.

Клещевой схват 7 имеет корпус 37, в котором выполнен канал 38, через который воздух из отверстия 22 корпуса 20 каретки

6 попадает в полость, образованную корпусом 37, и установленным внутри него с возможностью возвратно-поступательного вертикального перемещения толкателем 39, Последний удерживается в корпусе 37 пружиной 40. Клещевой схват 7 включает губки

41, установленные с возможностью вращения каждая на своей оси 42, заделанной в корпус 37.

Вакуумный схват 8 имеет корпус 43, в котором установлен эжектор 44, совмещенный с отверстием 2"., . а также присоску 45.

Манипулятор работает следующим образом.

При отработке заданной программы управляемого двухкоординатного шагового электродвигателя каретка 1, с основанием 2 которой жестко связан якорь.5, занимает строго определенное программой положение, при котором схват 7 или 8 располагается над соответствующей технологической позицией. При этом все каретки 6 находятся в верхнем положении, Катушки 26 подключены к электропитанию, сердечники 27 намагничены, и каждый рычаг 24, преодолевая воздействие возвратной пружины 25, прижат к соответствующему сердечнику 27 и удерживается в этом положении.

В канал 31 подается сжатый воздух, который из полости 28 через отверстие 33 попадает в зазор между направляющей 4 и корпусом 20 ведомой каретки 6, откуда через отверстие 22 корпуса 20 и совмещенного с ним отверстия корпуса 37 схвата 7 проникает в полость, образованную корпусом 37 и толкателем 39, который, преодолевая действие пружины 40, занимает нижнее положение и, упираясь своим наружным торцом в поверхности губок 41, сжимает

1731626 последние до упора (фиг.1 и 2), Кроме того, из соответствующих отверстий 22 сжатый воздух проходит через эжектор 44 вакуумного схвата 8, в результате чего при наличии детали в присоске 45 во внутренней полости корпуса 43 образуется необходимое для удержания данной детали разрежение. Затем посредством управления на катушку 26 соответствующего схвата, например 7, подается сигнал в виде отключения электропитания, и рычаг 24 под действием возвратной пружины 25, поворачиваясь вокруг оси 23, зацепляет соответствующий данной каретке 6 поводок 19.

Подается команда на включение двигателя 10 механизма привода вертикального перемещения. Вал 11 двигателя 10 через муфту 12 приводит во вращение ходовой винт 13. При этом ролики 16, вращаясь вокруг своих осей 17, сообщают заневоленному от вращения корпусу 18 ведущей каретки 15 вертикальное перемещение вниз. Ведущая каретка 15 посредством поводка 19 двигает находящуюся в сцеплении ведомую каретку.

6. При подходе ведомой каретки 6 к крайнему нижнему положению верхняя втулка 35 перекрывает отверстие 33, . прекращая тем самым доступ воздуха в полость 29 и далее через отверстие 22 в канал 38 (или, если речь идет о вакуумном схвате 8, в эжектор 44).

Под действием пружины 40 алкатель 39 совершает перемещение вверх, опираясь своим внутренним торцом s поверхность губок 41, тем самым поворачивая их относительно соответствующей оси 42 в направлениях, показанных на фиг.2 стрелками.

Если соответствующий схват 7 или 8 находится над позицией укладки детали,, происходит разжим губок 41 или соответственно, напуск атмосферного воздуха в присоску 45, и, в результате, отпускание детали схватом. Затем двигатель 10 приводится во вращение в обратном направлении и, воздействуя поводком 19-на штырь, ведущая каретка 15 возвращает ведомую каретку 6 в исходное верхнее положение, после чего на катушку 26 снова подается электропитание, а двигатель 10 останавливается.

Если соответствующий схват 7 или 8 находится над позицией захвата детали(выполняет операцию захвата детали),.ro после разжима губок 41 (или напуска атмо:..ферного воздуха в присоску 45) по управляющей команде происходит подача сжатого воздуха в канал 32 рамки 3, и через полость 29, далее через отверстие 34 вновь в зазор между корпусом 20 каретки 6 и направляющей

4, затем через отверстие 22 в канал 38 (или в эжектор 44). Вновь происходит перемещение толкателя 39 вниз и посредством сведения губок 41 захват детали. Затем, при перемещении ведомой каретки 6 вверх, как только верхняя втулка 35 перестает пе10 зонтально установленную на портале плиту, выполненную из электротехнической стали и имеющую профильную зубчатую нижнюю поверхность, каретку, установленную нв нижней поверхности плиты с воэможностью перемещения нэ магнитовоздушных направляющих по двум координатам с помощью встроенных в основание каретки якорей двух линейных шаговых электродвигателей, взаимодействующих с профильной поверхностью плиты, и схваты с приводами их выдвижения, отличающийся тем, 20

25 что, с целью расширения технологических возможностей за счет уменьшения массы подвижных частей, он снабжен закрепленными на каретке дополнительными направляющими, нэ которых установлены схваты, при этом приводы выдвижения схвэтов обь30 единены в единый привод, а каждый из схва35 .тов снабжен устройством для управляемого отключения его от единого привода и для удержания схвата в нерабочем положении, причем устройство для управляемого отключения схватэ выполнено в виде электромагнитного механизма, катушка которого закреплена на каретке; а якорь представляет собой рычаг и установлен на схвате с возможностью зацепления с выходным эле40 ментом единого привода.

2. Манипулятор по п,1, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью упрощения «онструк-, ции, схваты выполнены двух типов: клещевыми с пневматическим приводом и вакуумно-эжекторными,. при этом на рабочих поверхностях дополнительных направ- ляющих и ответных им частях.схватов выполнены полости, совместно образующие золотниковые устройства в пневмосистеме схватов.. рекрывать отверстие 33. подача сжатого воздуха в канал рамки 3 прекращается.

Формула изобретения

1, Автоматический многозахвэтный манипупя-

15 тор портального типа, содержащий гори1731626

1731626

t$

РГ

A

ЯО

Составитель Ф.Майоров

Техред M.Ìopråéòàë Корректор T.Âàø

Редактор Н,Гунько

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1548 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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