Рекуперативный позиционер объекта-рекупер

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании цикловых и позиционных промышленных роботов с рекуперацией энергии, а также поворотных столов и револьверных головок металлорежущих станков . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения инвариантности к направлению движения выходного звена при позиционном и цикловом режимах работы. При у Ё V4 С 00 со со ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 25 J 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4423808/08 (22) 14.04.88 (46) 15.10.92. Бюл. ¹ 38 (71) Институт машиноведения им. А. А. Благонравова и Проектно-конструкторский и технологический институт кузнечно-прессового роботостроения (72) А. И. Корендясев, К. А. Корендясев, А. П. Литовченко, Б. Л. Саламандра, Л. И. Тывес и В. С. Шишков (56) Авторское свидетельство СССР № 1472250, (по заявке № 4204038/08), кл. В 25 J 9/00, 1987., > Я2,, 1768382 A 1 (54) P Е КУП Е РАТИ В Н Ъ| Й П О 3 И ЦИ О Н Е P

ОБЪЕКТА — РЕКУПЕР (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании цикловых и позиционных промышленных роботов с рекуперацией энергии, а также поворотных столов и револьверных головок металлорежущих станков. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения инвариантности к направлсниюдвижения выходного звена при позиционном и цикловом режимах работы. При

1768382 работе в позиционном режиме движение от червяка 10 передается колесу 8, зуб которого "уходит" от зуба 6 диска 5 и тем самым происходит расфиксация этого диска, являющегося одним из входов дифференциала.

Этот вход под действием крутящего момента упругого накопителя энергии с элементами 12, 13 и 11 приходит в движение и через водило дифференциала вращает выходное звено 2 с объектом "1, плавно разгоняя его до максимальной"скорости. Движение колеса д йзмеряется датчиков(пути и продолжается.до тех пор, пока не будет пройдена половина пути заданного перемещения. Затем двигатель, связанный с этим червяком, останавливается, останавливается колесо 8, а диск 5 "догоняет" колесо и упирается в его зуб. При этом стопорится вход дифференци-. ала, но объект 1 продолжает двигаться по инерции и через дифференциал проворачивает диск 4, отводя его зуб от зуба колеса 7.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании цикловых и позиционных промышленных роботов с рекуперацией энергии, а также поворотных столов и ре- 5 вольверных головок металлорежущих станков.

Цель изобретения — расширение функ циональных возможностей позиционера объекта за счет обеспечения инвариантно-10 сти к направлению его движения при позиционном и цикловом режимах работы.

На фиг. 1 показан вариант выполнения рекупера для работы в позиционном режи.ме; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг.15

3 — вид по стрелке Б на фиг. 1; на фиг. 4— вариант для работы в цикловом режиме, на фиг. 5 — разрез B — B на фиг. 4.

Рекупер для работы в позиционном ре" жиме (фиг. 1, 2, 3) содержит позиционируе-20 мый объект 1, который жестко или кинематически связан с выходным звеном 2 рекупера — выходом дифференциала 3. Входами дифференциала являются диски 4 и 5, жестко связанные с солнечными колесами., 25

На каждом из дисков выполнен зуб 6. Диск

4 своим зубом 6 контактирует с выступом. червячного колеса 7, диск — 5 — аналогично с выступом червячного колеса 8. Червячные колеса 7 и 8 взаимодействуют соответствен- 30 но с червяками 9 и 10. Каждый из червяков связан с двигателем (не показан). Диски 4 и

5 связаны взведением упругим накопитеПроисходит закручивание упругого накопителя энергии и гашение скорости объекта 1.

Одновременно от двигателя начинает вращаться вторая передача и зуб ее колеса 7

"догоняет" зуб диска 4, При этом от двигателя происходит подкачка энергии в упругий накопитель. Движение продолжается до тех пор, пока датчик пути не зафиксирует, что объект 1 прошел весь путь заданного перемещения и достиг точки позиционирования, Аналогично происходит движение в обратном направлении с той лишь разницей, что для разгона объекта расфиксируется диск 4, а для его торможения и подкачки энергии используется первая передача и диск 5. При работе в цикловом режиме имеются зубчатые фиксирующие диски, которые удерживаются от вращения взаимодействующими с их зубьями пальцами приводных рычагов.

Фланец 18 служит для подсоединения двигателя подкачки энергии. 2 з. п. ф-лы, 5 ил. лем энергии, выполненным в виде спиральных пружин 11 и 12, соединенных гильзой

13. Перемещение червячного колеса 7 измеряется датчиком пути, составленным из неподвижного чувствительного элемента 14 и подвижного элемента — диска 15, а колеса 8 — аналогичным датчиком, включающим элементы 16 и 17. К выходному звену 2 рекупера может с помощью фланца 19 подключаться двигатель подкачки энергии (не показан). Самотормозящие червячные передачи 7, 9 и 8, 10 выполняю в позиционном варианте рекупера роль механизмов фиксации соответствующих выходов дифференциала 3 — дисков 4 и 5.

Рекупер работает в позиционном режиме следующим образом.

В зависимости от требуемого направления движения позиционируемого объекта 1 системой управления включается двигатель привода одного из двух червяков, например червяка 10. его движение передается червячному колесу 8, зуб 6 которого "уходит" от зуба диска 5. В результате растормаживается вход дифференциала 3. Под действием момента спиральных пружин 11 и 12 упругоro накопителя приходит в движение диск 5 и через солнечные колеса и водило дифференциала движение передается выходному звену2 и объекту1, плавно разгоняя последний до максимальной скорости, Перемещение червячного колеса 8 измеряется датчиком пути и продолжается до тех пор, 1768382

6 пока не будет пройдена половина заданно- 25

ro перемещения. По этому сигналу стопорится двигатель червяка 10.

Останавливается червячное колесо 8, а диск

5 "догоняет" колесо 8 и упирается в его зуб.

Диск 5 останавливается, жестко фиксируя 30 вход дифференциала 3, но объект 1 продолжает двигаться по инерции и через дифференциал 3 поворачивает диск 4, отводя его зуб 6 от выступа червячного колеса 7. Происходит закручивание пружин 11 и 12 упру- 35 гого накопителя и гашение скорости объекта 1. Одновременно от двигателя червяка 9 приходит во вращение червячное колесо 7 и его выступ "догоняет" зуб 6 диска

4. Движение продолжается до тех пор, пока 40 датчик пути не зафиксирует заданного перемещения объекта 1 — требуемой точки позиционирования, Аналогично происходит движение и в обратном направлении с той разницей, что для разгона объекта расфик- 45 сируется диск 4, а для его торможения и фиксации — диск 5.

Подпитка энергии в систему при движении объекта может осуществляться двумя спрсобами, Первый способ предполагает 50 использование двигателя, подключаемого к фланцу 18. Тогда подпитка может выполняться на всем этапе движения. Двигатель подпитки коммутируется так, чтобы направление его вращения совпадало с направле- 55 нием движения выходного звена 2 рекупера. Второй способ предполагает использование двигателя одного из червяков

9 или 10, При этом подпитка может осуществляться только на половине пути — на этапе торможения объекта 1, Работа рекупера в цикловом режиме (фиг 4, 5) отличается от вышерассмотренного конструкцией механизма фиксации. Диски 4 и 5 выполнены зубчатыми (число зубьев 5 соответствует числу позиций объекта 1). От вращения диски 4 и 5 фиксируются пальцами 19 и 20, установленными на качающихся двуплечих рычагах 21 и 22, На второе плечо рычага 21 взаимодействуют пружина 23, 10 поджимая палец 19 к диску 4, и привод фиксатора, например электромагнит 24. Аналогичные пружина и привод воздействуют на рычаг 22 (не показаны). Подвижные элементы датчиков положения — диски укреплены t5 соответственно на дисках 4 и 5.

Рекупер работает в цикловом режиме следующим образом.

Под действием момента спиральных 20 пружин 11 и 12 упругого накопителя диски

4 и 5 стремятся повернуться в разные стороны, но их удерживают пальцы 19 и 20 рычагов 21 и 22 соответственно. По сигналу управляющего устройства, в котором хранйтся цикловая программа, срабатывает один из электромагнитов 24, В результате один диск, например диск 4, будет освобожден и под действием вращающего момента движение через дифференциал 3 передается выходному звену 2 с установленным на нем объектом 1. Движение диска 4 продолжается до тех пор, пока не будет пройдена половина заданного перемещения, которое кратно углу между зубьями диска. После получения от датчика пути 14, 15 сигнала о прохождении половины перемещения соответствующий электромагнит 24 выключается, и пружина 23 переместит палец 19 рычага 21. Палец 19 входит в контакт с зубом диска 4 и последний фиксируется. Дальнейшее движение объекта 1 по инерции заставит перемефаться второй вход дифференциала — диск 5. Пружины 11 и 12 будут закручиваться, а объект 1 -тормозиться. При этом палец 20 рычага 22 либо "прощелкивает", либо для уменьшения трения отводится своим электромагнитом 24. После отработки заданного перемещения по сигналу от датчика пути 16, 17 срабатывает электромагнит 24, и диск 5 зафиксируется пальцем 20 рычага 22. Подкачка энергии осуществляется отдвигателя, подключенного к фланцу 18 (на фиг. двигатель подкачки не показан). После завершения цикла позиционирования пружины 11 и 12 упругого накопителя оказываются в исходном состоянии и рекупер готов отработать следующий цикл позиционирования объекта 1 в любом направлении и на любую величину, кратную шагу между зубьями дисков 4 и 5.

Формула изобретения

1. Рекуперативный позиционер объекта — рекупер, содержащий выходное звено, накопитель механической энергии, имеющий упругие элементы, привод подкачки энергии и приводные устройства фиксации положений выходного звена, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения инвариантности к направлению движения выходного звена при позиционном и цикловом режимах работы, он снабжен датчиками положения и дифференциалом, выход которого связан с выходным звеном, два входа соединены между собой упругими элементами накопителя механической энергии, а каждый из них связан с устройством фиксации положений выходного звена, связанным в свою очередь с подвижным элементом датчика, при этом привод подкачки энергии кинематически связан с дифференциалом.

1768382

2. Позиционер по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что устройство фиксации выходного звена положений выполнено в виде управляемого червячного редуктора, червячное колесо которого жестко связано с подвижным элементом датчика положения и односторонне взаимодействует с дополнительно введенным диском, установленным на входе дифференциала.

3. Позиционер по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что устройство фиксации положения выходного звена выполнено в виде зубчатого диска, несущего подвиж5 ный элемент датчика положения и взаимодействующего своими зубьями с плечом дополнительно введенного приводного двуплечего рычага.

1768382

1768382

Составитель С. Новик

Техред М.Моргентал Корректор Н. Бучок

Редактор

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

Заказ 3609 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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