Устройство для программного управления манипулятором

 

Со|оз Соввтскик

Социалистические

Республик

Oll ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1и903812 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.05.80 (21) 2931594/18-24 с присоединением заявки рй (23) П риоритет

Опубликовано 07.02.82- Бюллетень М 5

Дата опубликования описания 10.02. (5I)N. Кл.

6 05 В 19/43

В 25 J 9/00.

9мударотаенный квинтет

СССР оо делам наваретеннй н открытнй (5З) УЙК 621-525(088.8) Ю.М. Барац, П.И. Котенко, 8.Н. Киклевич, Ю.П. Жуков, И.Е. Захаров и Л.А. Белоцерковский . =;. j

/ ;(Ъ ф, 1

Донецкое отделение Института ГипроуглеавтоматизацйЪ| (72) . Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ

МАНИПУЛЯТОРОМ

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть применено для управления промышленными работами.

Известно устройство для управления перемещением подвижных узлов, например, исполнительными механизмами. Устройство содержит датчики положения подвижных узлов, взаимодействующие с кулачками. Датчики положения

1О выполнены в виде комплекта двуплечих рычагов, а кулачки выполнены в виде кодирующих гребенок (1 ).

Недостатком указанного устройства

15 является сложность конструкции и схемы управления, в результате чего снижается надежность устройства.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для программного управления манипулятором, содержащее вал с кулачками и гидравлические при" воды по числу степеней свободы манипулятора (2 .

К недостаткам указанного устройства относится низкая точность 1рункционирования H малая возможность позиционирования только в конечных точ.ках хода гидравлических приводов.

Цель изобретения - повышение точности и увеличение числа точек позиционирования.

Поставленная цепь достигается тем, что предлагаемое устройство для программного управления манипуляторс1м, содержащее вал с кулачками, выполненными в виде съемных шайб, и гидравлические приводы по числу степеней свободы манипулятора, дополнительно содержит узел подпитки и однополостные цилиндры прямого и обратного кода, разбитые на группы, число которых соответствует числу степеней свободы манипулятора, причем каждый однопо" постный цилиндр прямого хода соединен со штоковой полостью, каждый однополостный цилиндр обратного хода соединен с поршневой полостью своего °

903812 гидравлического привода, а полости всех однополостных цилиндров соединены с узлом подпитки.

Предлагаемое устройство позволяет программировать не только моменты на- 5 чала движений и время перемещения, но и с достаточно высокой степенью точности величину перемещений с возможностью остановки в любых наперед заданных промежуточных точках. 1О

На чертеже показана принципиальная схема устройства для программного управления манипулятором.

Манипулятор 1 состоит из отдельных связанных между собой звеньев 15

2-6. Число этих звеньев определяется числом степеней свободы манипулятора. Звено 2 — гидроцилиндр двустороннего действия - является станиной и предназначено для подъема и 20 опускания захваченного объекта. На его поршне закреплен неполноповоротный гидродвигатель 3 перемещения манипулятора в горизонтальной плоскости . На его корпусе закреплен гидро- О цилиндр 4 двустороннего действия, обеспечивающий возвратно-поступательное движение захвата в горизонтальной плоскости. На штоке этого цилиндра .закреплен неполноповоротный гид- 30

1 родвигатель 5 вращения захвата 6.

Программное устройство 7 состоит из кулачкового вала 8 со съемными шайбами 9. Вал 8 связан с двигателем

10 через муфту 11 предельного момента и редуктор 12 с командоаппаратом

13 и посредством кулачковых шайб с однополостными гидроцилиндрами 14.

Причем количество шайб и цилиндров равно числу точек позиционирования манипулятора. Шайбы воздействуют на штоки 15 цилиндров за счет различных профилей кулачков, которые выбираются. в зависимости от программы движений звеньев манипулятора. Однополостные цилиндры 14 связаны с полостями гидроприврдов поворотных и поступательных движений звеньев манипулятора трубопроводами 16 и разбиты на груп" пы, причем количество групп равно ко50 личеству гидроприводов манипулятора, а каждая из групп в свою очередь раз-. бита на цилиндры прямого и обратного ходов, первые из которых связаны с поршневыми, а вторые с штоковыми по5 лостями соответствующих гидроприводов манипулятора. Увеличение числа однополостных цилиндров в группах обеспечивает увеличение числа точек позиционирования звеньев манипулятора.

Для пополнения замкнутых объемов систем., образованных однополос тными цилиндрами 1 4, трубопроводами 16 и полостями гидроприводов поворотных и поступательных движений звеньев манипулятора предусмотрены узлы 17 подпитки системы рабочей жидкостью в виде емкости, выполненной жидкостью под избыточным давлением и связанной через обратные клапаны 18 с трубопроводами 16.

Устройство работает следующим образом.

Сначала определяют программу движения каждого из звеньев манипулятора, т.е. задают величины поступательных и поворотных движений звеньев и порядок их выполнения. В соответствии с этим набираются кулачковые шайбы с нужным для каждого движения профилями и устанавливаются на вал 8, При этом для каждой группы однополостных цилиндров кулачковые шайбы устанавливаются с двумя различными профилями. Первые воздействуют на одну половину однополостных цилиндров и обеспечивают прямой ход привода звена манипулятора, а вторые воздействуют на другую половину этих цилиндров и обеспечивают обратный ход. Если движение звена манипулятора осуществляется не на полный ход привода, то в каждой половине группы его однополостных цилиндров устанавливаются кулачковые шайбы с одинаковыми профилями, не вызывающие движения штоков некоторых однополостных цилиндров. При этом установкой таких шайб можно изменять ход приводов звеньев манипулятора ступенчато, и выбирать нужные точки позиционирования в пределах зоны движения звеньев манипулятора.

После установки кулачковых шайб на вал 8 устройство запрограммировано и работает следующим образом.

Включается двигатель 10, и вращение через муфту 11 и редуктор l2 передается командоаппарату 13 к валу 8.

Командоаппарат включает внешнее оборудование, например пресс или станок, а вал 8 поворачивает закрепленные на нем кулачковые шайбы 9 на один оборот. При этом все звенья манипулятора совершают полный цикл движений, например, для звена 2 манипулятора. При повороте вала 8 штоки пер9038

5 вой половины однополостных цилиндров 14 вдавливаются в полости за первую половину оборота вала. При этом жидкость из их полостей выдавливается в поршневую полость гидроцилинд- 5 ра 4 двухстороннего действия и происходит подьем манипулятора вверх. При движении поршня гидроцилиндра жидкость из его штоковой полости перетекает по трубопроводу 16, в полости однополостных цилиндров 14 второй половины группы, а их штоки выдавливаются из полостей и не теряют контакта с поверхностями кулачков.. 3a вторую половину оборота вала 8 проис- 1 ходит обратный процесс и привод звена приходит в исходное положение, т.е. под действием кулачковых шайб вдавливаются штоки второй половины группы, а штоки первой " выдавли- 20 ваются.

Аналогично осуществляется работа всех остальных звеньев манипулятора.

Применение предлагаемого устройства для программного управления мани- 25 пулятором позволяет существенно упростить устройство за счет отсутствия промежуточных распределительных устройств и повысить точность и многопозиционность за счет силового замы- 30 кания противополостей гидроцилиндров и изменения обьема жидкости вытесняемой за один оборот кулачкового

12 вала в полости гидроцилиндров манипулятора.

Формула изобретения

Устройство для программного управления манипулятором, содержащее вал с кулачками, и гидравлические приводы по числу степеней свободы манипулятора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и увеличения числа точек позиционирования оно содержит узел подпитки и группы однополостных цилиндров прямого и обратного хода, число групп соответствует числу степеней свободы манипулятора, причем каждый однополостный цилиндр прямого хода соединен со штоковой полостью, каждый однополостный цилиндр обратного хода соединен с поршневой полостью своего гидравлического привода, а полости всех однополостных цилиндров соединены с узлом подпитки.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

1 515633, кл. 8 25 J 9/00,. 1973.

2. Пневматические системы управления станками, прессами и другими машинами. Альбом схем И., НИИ по машиностроению. 1971, с. 181 (прототип).

903812

Заказ 113/28

Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. ч/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель О. Гудкова

Редактор И. Юрковецкий Техред М. Рейвес Корректор А. Гриценко