Робототехническая технологическая установка
Полезная модель относится к машиностроению, в частности к робототехнике, а именно к пространственным манипуляционным механизмам роботов с тремя степенями свободы и кинематической развязкой. Установка позволяет осуществлять обработку закрепленной на конечном звене детали расположенным на основании инструментом, поступательными движениями вдоль трех взаимно перпендикулярных осей.
Технический результат - повышение надежности и расширение возможностей по обработке деталей достигается тем, что в известном устройстве - робототехнической установке, включающей основание, выполненное в виде платформы с вертикальной стойкой, конечное звено и три двигателя поступательного перемещения, один из которых установлен на платформе основания, а другой - на вертикальной стойке, причем оси двигателей взаимно перпендикулярны, три кинематические цепи, каждая из которых содержит один из двигателей поступательного перемещения, три вращательные кинематические пары, оси которых параллельны оси соответствующего двигателя и два промежуточных звена, расположенных между вращательными кинематическими парами, новым является то, что третий двигатель поступательного перемещения установлен на платформе основания, конечное звено снабжено устройством для фиксации обрабатываемой детали, установленным с возможностью поворота детали относительно оси, параллельной плоскости платформы основания, а основание снабжено устройством для удержания обрабатывающего инструмента с
В частном случае возможно исполнение робототехнической установки, в которой устройство для фиксации обрабатываемой детали, выполненное с возможностью поворота детали относительно оси, параллельной плоскости платформы основания, снабжено дополнительной осью вращения, перпендикулярной оси, параллельной плоскости платформы основания.
В другом частном случае инструмент может быть установлен на конечном звене с возможностью поворота относительно оси, параллельной плоскости основания, а деталь - на основании с возможностью поворота вокруг вертикальной оси.
Полезная модель относится к машиностроению, в частности к робототехнике, а именно к пространственным манипуляционным механизмам роботов с тремя степенями свободы и кинематической развязкой. Установка позволяет осуществлять обработку закрепленной на конечном звене детали расположенным на основании инструментом, поступательными движениями вдоль трех взаимно перпендикулярных осей.
Наиболее близкой по технической сущности к заявленной полезной модели является робототехническая установка, описанная в работе X.Kong, С.Gosselin Type Synthesis of Parallel Mechanisms Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2007, p.15, fig. 1.7a, включающая основание, выполненное в виде платформы с вертикальной стойкой, конечное звено и три двигателя поступательного перемещения, один из которых установлен на платформе основания, а второй - на вертикальной стойке, причем оси двигателей взаимно перпендикулярны, три кинематические цепи, каждая из которых содержит один из двигателей поступательного перемещения, три вращательные кинематические пары, оси которых параллельны оси соответствующего двигателя и два промежуточных звена, расположенных между вращательными кинематическими парами.
Эта установка принята за прототип. Ее недостатком является отсутствие обрабатывающего инструмента и узла крепления обрабатываемой детали. Кроме того, расположение двух поступательных двигателей на стойке снижает жесткость, что существенно при обработке детали.
Технический результат - устранение отмеченных недостатков, повышение надежности и расширение возможностей по обработке деталей.
Технический результат достигается за счет следующего выполнения робототехнической установки. Робототехническая установка включает основание с вертикальной стойкой, устройство для удержания обрабатывающего инструмента, устройство фиксации обрабатываемой детали, конечное звено, соединенное с тремя двигателями поступательного перемещения посредством трех кинематических цепей. При этом два двигателя поступательного перемещения установлены на основании с взаимно перпендикулярным расположением осей вращения, а третий - на вертикальной стойке с направлением оси вращения перпендикулярно основанию. Каждая кинематическая цепь включает три вращательных кинематических пары, оси которых параллельны оси соответствующего двигателя, и два промежуточных звена, расположенных между вращательными кинематическими парами. При этом устройство фиксации обрабатываемой детали установлено на конечном звене с возможностью поворота детали относительно оси, параллельной плоскости основания, а устройство для удержания обрабатывающего инструмента закреплено на основании с возможностью поворота инструмента относительно оси, перпендикулярной плоскости основания.
В частном случае возможно исполнение робототехнической технологической установки, в которой устройство для фиксации обрабатываемой детали, выполненное с возможностью поворота детали относительно оси, параллельной плоскости основания, снабжено дополнительной осью вращения, перпендикулярной плоскости основания.
На Фиг.1 показана схема робототехнической технологической установки, на Фиг.2 - частный случай ее исполнения. На горизонтально установленном основании 1 расположены двигатели поступательного перемещения 2 и 2', оси которых лежат в плоскости основания и перпендикулярны друг другу. На основании закреплена стойка 3 с расположенным на ней двигателем поступательного перемещения 4, ось которого перпендикулярна плоскости основания. Конечное звено 5 соединено с двигателями поступательного перемещения 2, 2' и 4 тремя кинематическими цепями, каждая из которых содержит три вращательные кинематические пары 6, 7, 8; 6', 7', 8' и 6", 7", 8" соответственно, оси которых параллельны оси соответствующего двигателя и два промежуточных звена 9 и 10; 9' и 10'; 9" и 10", расположенных между вращательными кинематическими парами и конечным звеном. На конечном звене закреплена обрабатываемая деталь 11 с возможностью поворота вокруг оси, параллельной плоскости платформы основания. Деталь фиксируется на выходном звене фиксатором 12.
В частном случае устройство для фиксации обрабатываемой детали может быть снабжено дополнительной осью вращения 13 (на Фиг.2), перпендикулярной оси, параллельной плоскости основания (и фиксатором 12"). Обрабатывающий инструмент 14, например, абразивный камень с приводом, закреплен на основании устройством установки инструмента 15 с возможностью поворота его вокруг оси, перпендикулярной плоскости основания и фиксации на основании фиксатором 12'.
В другом частном случае инструмент может быть установлен на конечном звене с возможностью поворота относительно оси, параллельной плоскости основания, а деталь - на основании с возможностью поворота вокруг вертикальной оси.
Робототехническая установка работает следующим образом. На основании 1 с помощью устройства фиксации инструмента 14 под необходимым углом устанавливается обрабатывающий инструмент 13, например, абразивный камень с приводом. Положение инструмента фиксируется фиксатором 12'. Обрабатываемая деталь 11 закрепляется на конечном звене 5 фиксаторами 12 и 12" с установкой требуемого угла относительно одной оси, параллельной плоскости основания (Фиг.1), или двух взаимно перпендикулярных осей (Фиг.2). От двигателей поступательного перемещения 2, 2', расположенных на основании 1 и двигателя поступательного перемещения 4, расположенного на вертикальной стойке 3 через три вращательные кинематические пары 6, 7, 8; 6', 7', 8' и 6", 7", 8" соответственно, оси которых параллельны оси соответствующего двигателя и два промежуточных звена 9 и 10; 9' и 10'; 9" и 10", расположенных между вращательными кинематическими парами, движение передается на конечное звено так, что закрепленная на нем под заранее выбранными углами деталь 11 подводится к установленному на основания инструменту 14. Движение детали 11 относительно инструмента 14 позволяет осуществлять ее обработку. После завершения движения возможно изменение положения детали и инструмента для продолжения обработки.
Таким образом, робототехническая установка позволяет обрабатывать детали различной формы установленным на основании инструментом.
1. Робототехническая установка, включающая основание с вертикальной стойкой, устройство для удержания обрабатывающего инструмента, устройство фиксации обрабатываемой детали, конечное звено, соединенное с тремя двигателями поступательного перемещения посредством трех кинематических цепей, отличающаяся тем, что два двигателя поступательного перемещения установлены на основании с взаимно перпендикулярным расположением осей вращения, а третий - на вертикальной стойке с направлением оси вращения перпендикулярно основанию, причем каждая кинематическая цепь включает три вращательных кинематических пары, оси которых параллельны оси соответствующего двигателя, и два промежуточных звена, расположенных между вращательными кинематическими парами, при этом устройство фиксации обрабатываемой детали установлено на конечном звене с возможностью поворота детали относительно оси, параллельной плоскости основания, а устройство для удержания обрабатывающего инструмента закреплено на основании с возможностью поворота инструмента относительно оси, перпендикулярной плоскости основания.
2. Робототехническая установка по п.1, отличающаяся тем, что устройство фиксации обрабатываемой детали, выполненное с возможностью поворота детали относительно оси, параллельной плоскости основания, снабжено дополнительной осью вращения, перпендикулярной плоскости основания.
