Захват для тонкостенных цилиндров

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 25 J 15/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОспАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

О

ОО

|А, ;Ю фь

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4872155/08 (22) 10.10,90 (46 15.04.93. Бюл. N 14 (71) Севастопольский приборостроительный институт (72) Е,В,Пашков и Ю,К.Сопин (56) Костюк В.И, и др. Промышленные роботы: конструирование, управление, эксплуатация. Киев, . Вища школа, 1985, стр,73, рис,2,16в. (54) ЗАХВАТ ДЛЯ ТОНКОСТЕННЫХ ЦИЛИНДРОВ (57) Использование: в станкостроении, для автоматизации загрузочно-разгрузочных работ в качестве захватного органа промышленных роботов и манипуляторов. Сущность изобретения: захват состоит иэ корпуса, образованного пневмоцилиндром 1 и щеками 2, в отверстиях которых с помощью валов-шестерней 3 установлены рычаги 4 с губками в виде линейных асинхронных двигателей на базе шихтованных зубчатых реек 5, в пазах которых уложена многофазная обмотка 7. В

- Ж 1808694 А1 губках выполнены продольные канавки 9, к которым подводится сжатый воздух, В рычагах 4 выполнены отверстия под штанги 13, на которых смонтированы соленоидные катушки 14 колебательных контуров. Многофазные обмотки 7 губок подключаются к выходам частотных детекторов бегущие магнитные поля которых направлены в противоположные стороны. После захвата рычагами 4 с губками-рейками 5 обьекта с радиальным зазором д, производится подача воздуха в канавки 9 губок, что приводит к центрированию цилиндрического объекта относительно губок, Затем эапитывают переменным трехфазным током сдвинутые по фазе на 90 обмотки губок, создавая магнитные бегущие поля, Происходящие осевые смещения объекта устраняются за счет увеличения тягового усилия, создаваемого той парой линейных двигателей, направление бегущих магнитных полей которых противо- . положно направлению смещения. 1 з,п. флы,5 ил, 1808694

Изобретение относится к автоматизации загрузочно-разгрузочных работ и может быть использовано в качестве захватного органа промышленных роботов и манипуляторов для нежестких цилиндрических деталей.

Цель изобретения заключается в расширении технологических возможностей захватного устройства, На фиг.1 показано захватное устройст- 10 во в разрезе; на фиг.2 — вид по стрелке Б на фиг.1; на фиг.3- сечение по А-А нэ фиг.1; на фиг.4 — принципиальная электрическая схема преобразователя линейного перемещения объекта захвата в электрический сигнал; на фиг.5 — блок-схема системы управления захватом.

Захват (фиг.1-3) состоит иэ корпуса, образованного пневмоцилиндром 1 и двумя щеками 2, в отверстиях которых с помощью 20 валов-шестерней 3 установлены рычаги 4 с губками в виде линейных асинхронных двигателей на базе шихтованных зубчатых реек

5, попарно закрепленных на них параллельно и симметрично оси объекта захвата 6. В пазах реек уложена многофазная обмотка

7, закрытая со стороны полюсных наконечников вкладышами 8 иэ немагнитного материала, например, бронзы. На обращенных к объекту поверхностях губок 30 выполнены продольные закрытые канавки 9 с центральными отверстиями.10 дпя подвода сжатого воздуха давлением Р,. Валы-шестерни 3 рычагов 4 находятся в зацеплении с зубчатой рейкой 11, закрепленной на кон- 35 це штока пневмоцилиндра 1. Регулируемые винты-упоры 12 ограничивают величину сведения рычагов.

В средней части рычагов 4 выполнены отверстия под штанги 13, на концах которых 40 закреплены параллельно наружной образующей объекта захвата сопеноидные катушки 14,с индуктивностями L< и .г (фиг.4).

Кроме того; они смещены в осевом направлении относительно друг друга так, что 45 последний виток индуктивности L1 и первый виток индуктивности Lz совпадает с торцовой поверхностью объекта захвата. При таком расположении в исходном состоянии, т.е. в квазистатике, магнитные силовые пи- 50 нии 15 соленоидов L> и Q замкнуты в основном, соответственно, через воздух и через металл, имеющих магнитную проницаемостьр ир . При идентичности параметров их соленоидов (длина Io, сечение S, число 55 витков и) индуктивности L> и L2 равны и Я

11 =Po Pe с гS

L2 =po /4М

1с где po = 4 д 10 Гн/м — магнитная постоянная, Колебательные контуры, образованные индуктивностями Li и Q, емкостями С1и Сг, включены в коллекторные цепи транзисторов VT1 и VT2, имеющих общую базу. Емкости и эмиттеры транзисторов образуют положительную обратную связь, Частота fo автоколебаний, равная резонансной частоте соответствующего контура, определяется по формуле Томпсона о = 1/2 л LÑ .

Общая емкость Со последовательно соединенных емкостей C) и Сг равна с.=с1сг/(с1+сг)

Таким образом, частоты генерации f< и

f2 транзисторов VT1 и VT2 соответственно равны

Работает захват следующим образом.

После подвода захвата к цилиндрическому объекту 6 осуществляется подача воздуха в штоковую полость пневмоцилиндра

1, приводящая к сведению рычагов 4 с губками-рейками 5 и охвату ими объекта с радиальным зазором д. После этого производится подача воздуха давлением

Р =0,2-0,4 МПа в канавки 9 губок, что приводит к центрированию цилиндрического . объекта относительно губок. Глубина канавок на губках, представляющих собой аэростатические опоры, определяется из выражения где b — ширина губок, Грузоподъемность аэростатической опоры определяется с помощью выражения

P=bIofp (k) где Io — длина губки;

fp(k) — коэффициент, зависящий от характеристики опоры

k=173 г дз/Ьт4.

1808694

Коэффициент fp(k) при расчете грузо- раметры L2 и f2 изменяются, а параметры L1 подъемности выбирается с помощью номог- и f1 остаются постоянными. рамм. Таким образом, о смещениях объекта

После осуществления центрирования несет информацию отклонение частоты геобъекта запитывают переменным трехфаз- 5 нерацииотнекоторогоопорного(номинальныМ током сдвинутые по фазе на 90 обмот- ного) значения, либо частот f1 и f2 друг на ки губок, создавая бегущие магнитные поля, друга причем магнитные поля одной пары оппозитно расположенных губок равны по вели- + т1=т2 т1= + т2=т1 т2 чине, но направлены навстречу магнитным 10 полям другой пары губок, что способствует Из вышеизложенного следует, что абсосохранению неподвижного состояния объ- лютная величина разности 611,2 характериекта захвата. Бегущие магнитные поля, вэа- эует абсолютную величину смещения имОдействуя с тонкими стенками объекта, цилиндра, а знак параметра Л f1,2 — направиндуцирует в них ЭДС, под действием ко- 15 ление смещения, торых в детали возникают вихревые токи, Преобразование параметра Л11,2 в анавзаимодействующие со смещающимся логовый электрический сигнал, обеспечивавдоль губок магнитным полем и создающие ющий электронное управление смещения силу тяги F, определяемую из выражения объекта, может осуществляться на базе час20 тотного и фазового детектирования, либо

F = В ЧЗ„Ь!5р, путем преобразования частоты B напряжение, где  — значение индукции в немагнитном Один из вариантов такого преобразова(воздушном) зазоре; ния отражает структурная схема на фиг.5. С

SH = 1 - номинальное скольжение при 25 выходов В и С генераторов на транзисторах неподвижном объекте; VT1 и VT2 частоты f1 и f2 поступают на часV=2 л/Т=2 r f — линейная скорость пе- тотные (фазовые) детекторы ЧД1 и ЧД2, в ремещения волны магнитодвижущей силы которых происходит сравнение частот с чавдоль стенок объекта; стотой f« опорного генератора ОГ. наприТ вЂ” период тока; 30 мер, с кварцевой стабилизацией частоты, f — частота питающего тока; Выходные напряжения U1 и 02 детекторов, т- расстояние между полюсными деле- пропорциональные параметрам Лf1=fpq f1 и ниями обмоток; Лf2=f« — f2 управляют линейными двигатеh — толщина стенки объекта захвата; лями ЛД l и ЛД2, Происходящие осевые р — удельное сопротивление материала 35 смещения устраняются за счет увеличения объекта. тягового усилия F, создаваемого той парой

При величине индукции В=0.4 Т (тесла) линейных двигателей ЛД1 и ЛД2. направлеи т=50 мм допустимый зазор д= 0,75 мм; при ние бегущих магнитных полей которых прот =100 мм, д = 2,9 мм, тивоположно направлению смещения, В случаях неравенства сил тяги F, со- 40 После переноса объекта в рабочую зону здаваемых парами линейных двигателей, технологического оборудования (обрабатыили возникновения в процессе манипулиро- вающего или сборочного) изменяется по кования инерционных нагрузок на объект, мандам от системы управления робота приводящих к осевому смещению объекта, соотношение между тяговыми усилиями лилибо при смещении объекта под действием 45 нейных двигателей, что приводит к перемесобственного веса при изменении углового щению объекта в требуемом направлении, положения захвата изменяется соотноше- При перемещении объекта на величину, не ние витков соленоидов, замкнутых магнит- превышающую I, т.е, на длину катушки, эти ными потоками через воздух и материал величины могутбыть запрограммированы и объекта, влекущее за собой изменение час- 50 проконтролированы с помощью входящего тОт гЕнЕрации f1 и f2. в состав захвата преобразователя (фиг.4), При смещении вверх (фиг,4) витки соленоида 2 остаются замкнутыми через мате- Формула изобретения риал объекта, поэтому L2 = const. Часть 1. Захват для тонкостенных цилиндров, витков соленоида 1 замыкается через ма- 55 содержащий корпус, рычаги с губками и териал, а часть — через воздух, В результате привод перемещения рычагов, о т л и ч а юпараметры L1 и f1 изменяются. шийся тем, что, с целью расширения

При смещении цилиндра вниз аналогич- технологических возможностей, губки выный процесс происходит в противофазе: па- полнены в виде линейных асинхронных дви1808694 8

А-А гателей, каждая из которых содержит шихтованную зубчатую рейку, причем рейки установлены попарно на каждой губке, а продольные оси реек параллельны одна другой и перпендикулярны продольной оси захвата. при этом на рабочей поверхности каждой рейки выполнена продольная канавка с центральным каналом, цля подвода сжатого воздуха, а в пазах шихтованных реек расположена многофазная обмотка, закрытая со стороны полюсных наконечников вкладышами из немагнитного Материала.

2, Захват Ilo п,1, отличающийся тем, что в рычагах выполнены отверстия, в которых дополнительно установлены с возможностью перемещения штанги, на кото5 рых смонтированы соленоидные катушки колебательных контуров. при этом продольные оси катушек параллельны один другой, а контуры подключены к одному из входов частотных детекторов, другой вход которых

10 связан с опорным генератором, а выходы соединены с многофазными обмотками губок, бегущие магнитные поля которых направлены в противоположные стороны, 1808694

Составитель Е. Пашков

Техред М.Моргентал

Корректор С. Пекарь

Редактор Л. Пигина

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

Заказ 1249 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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