Электромагнитный захватный агрегатный модуль
Предлагаемое устройство относится к области машиностроения, роботостроения и может применяться при захвате и транспортировке изделий электромагнитными захватами. Наиболее эффективная область применения является работа с плоскими листовыми изделиями.
Задачей полезной модели является повышение быстродействия и упрощение системы управления путем сокращения сигналов управления.
Поставленная задача достигается тем, что в электромагнитном захватном агрегатном модуле, содержащим электромагнитный захват, выполненный виде П- образного магнитопровода на разных полюсах которого расположены первичная и вторичная обмотки, электромагнитный захват закреплен на подвижном рабочем органе привода его перемещения, выполненном в виде соленоида, якорь которого подпружинен в сторону выталкивания, а силовая обмотка соединена через ключ с источником питания и через выключатель с вторичной обмоткой электромагнитного захвата.
Данное устройство позволяет повысить быстродействие работы путем сокращения с трех сигналов управления до одного на выполнение функции «взять» изделие. Кроме этого требуемая величина хода электромагнита осуществляется автоматически с возможностью контроля выполнения функции «взять» изделие. Если изделие по какой-то причине не будет захвачено или прекратится его контакт с магнитопроводом, то электромагнитный захват не займет свое крайнее верхнее положение.
Предлагаемое устройство относится к области машиностроения, роботостроения и может применяться при захвате и транспортировке изделий электромагнитными захватами. Наиболее эффективная область применения является работа с плоскими листовыми изделиями.
В современном автоматизированном производстве цикловые промышленные роботы, работающие с использованием электромагнитных захватов, выполнение функции «взять» изделие осуществляют следующим образом.
Из центральной системы управления поступает команда на опускание захвата в направлении изделия. Соответствующим приводом перемещается захват в направлении изделия. При достижении заданного положения срабатывает датчик, информационный сигнал с которого поступает в центральную систему управления. Затем подается команда на захват изделия и включается электромагнитный захват. С задержкой времени далее из центральной системы управления подается команда на выполнение функции подъема электромагнитного захвата с изделием.
Известно устройство контроля захвата листовой заготовки рукой промышленного робота (см. 
925624, кл., B25J 15/00, бюл. 17, 07.05.1982.). Конструктивное исполнение устройства обеспечивает требуемую работу по захвату листовой детали за счет применения бесконтактного магнитоуправляемого датчика наличия заготовки закрепленного на захвате руки промышленного робота соединенный с системой управления. При этом настройка датчика информационных сигналов с помощью микрометрических винтов относительно плоскости захвата листовой заготовки приводит к сложности конструкции. Недостатком данного устройства является большое количество управляющих сигналов и отсутствие контроля наличия изделия.
Известно устройство (см. патент 1379108, кл., B25J 15/06, 07.03.1986) в котором электромагнитный захват преимущественно для круг деталей, содержащий разомкнутый магнитопровод с обмоткой подключенный через датчик тока дополнительно снабженным выпрямителем и ключ к источнику питания переменного тока, электромагнитный захват недостатком которого является большое количество управляющих сигналов, сложность конструкции, отсутствие датчика наличия изделия.
Наиболее близким по технической сущности из известных является устройство (см. патент 1440708, кл., B25J 15/06, 1987, Дудкин Н.В., Поляков В.В.), выполненное из электромагнитного захвата, содержащий П-образный магнитопровод и катушку возбуждения с сердечником, установленным с возможностью осевого перемещения, датчик момента касания наличия детали в захвате и наконечника. Конструктивное исполнение устройство позволяет осуществлять контроль захвата изделия.
Однако осуществление работы электромагнитного захвата выполняется за счет аппаратуры коммутации, которая снижает надежность и быстродействие работы захвата.
Таким образом, в данном устройстве и во всех известных устройствах существующие системы, реализующие данный принцип работы в автоматизированных производствах, обладают низкой производительностью, сложностью конструкции и управления, а также возможностью адаптации к требуемому ходу электромагнитного захвата.
Задачей полезной модели является повышение быстродействия и упрощение системы управления путем сокращения сигналов управления.
Поставленная задача достигается тем, что в электромагнитном захватном агрегатном модуле, содержащим электромагнитный захват, выполненный виде П- образного магнитопровода на разных полюсах которого расположены первичная и вторичная обмотки, электромагнитный захват закреплен на подвижном рабочем органе привода его перемещения, выполненном в виде соленоида, якорь которого подпружинен в сторону выталкивания, а силовая обмотка соединена через ключ с источником питания и через выключатель с вторичной обмоткой электромагнитного захвата.
Пример реализации предлагаемого устройства показан на рисунке (чертеж поз, а)
Электромагнитный захватный модуль представляет собой устройство агрегатно-модульного типа состоящие из системы двух приводов: электромагнитного захвата и привода его перемещения, выполненного виде соленоида.
Устройство состоит из соленоида, который содержит якорь 1, подпружиненный пружиной 2 относительно корпуса в сторону выталкивания. На якоре закреплен П-образный магнитопровод 3 на одном конце, которого расположена вторичная обмотка 4, а на другом конце первичная обмотка 5, предназначенная для захвата и удержания изделия 6, расположенного на рабочей поверхности 7. Первичная обмотка 5 соединена с источником питания 8 через выключатель 9. Силовая обмотка 10 соленоида соединена с источником питания 11 через выключатель 12. Кроме этого силовая обмотка соединена через ключ 13 с вторичной обмоткой 4.
Электромагнитный захватный модуль работает следующим образом.
Перед началом работы (чертеж поз, а) устройство настраивается на максимально возможный ход электромагнитного захват. При разомкнутом выключателях 9, 12 и ключе 13 электромагнитный захват занимает крайнее нижнее положение и располагается на изделии 6.
В исходном положение (чертеж поз, б) замыкают выключатель 12 и в соленоиде появляется электромагнитное поле, сердечник втягивается, электромагнитный захват перемещается вверх и занимает крайнее верхнее положение.
При подаче команды «взять» изделие (чертеж поз, в) выключатель 12 размыкают, а выключатель 9 и ключ 13 замыкают. При этом электромагнитное поле в силовой обмотке 10 соленоида исчезает, но появляется электромагнитное поле на конце магнитопровода 3, имеющим первичную обмотку 5. Якорь 1 начинает выталкиваться под действием пружины 2. Выполняется перемещение электромагнитного захвата в направлении захватываемого изделия, расположенного на рабочей поверхности 7.
При подходе к изделию (чертеж поз, г) и касания торцевых поверхностей П-образного магнитопровода изделие примагничивается и выполняется функция захвата.
При этом, так как изделие замыкает магнитное поле на концах магнитопровода, то во вторичной обмотке и в силовой обмотке соленоида повышается электрическое напряжение, якорь втягивается и выполняется функция поднятия изделия.
В конце перемещения якоря (чертеж поз, д) захваченное изделие занимает крайнее верхнее положение.
Функция отпускания изделия осуществляется путем размыкания ключа 13 и выключателя 9, а также включения выключателя 12. Устройство занимает исходное положение (чертеж поз, б) при котором отсутствует усилие удержания изделия электромагнитным захватом.
Таким образом, данное устройство позволяет повысить быстродействие работы путем сокращения с трех сигналов управления до одного на выполнение функции «взять» изделие. Кроме этого требуемая величина хода электромагнита осуществляется автоматически с возможностью контроля выполнения функции «взять» изделие. Если изделие по какой-то причине не будет захвачено или прекратится его контакт с магнитопроводом, то электромагнитный захват не займет свое крайнее верхнее положение.
В лаборатории автоматизации технологических процессов Владимирского государственного университета имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых Владимирского государственного университета создан макет электромагнитного захватного агрегатного модуля, натурные испытания которого показали его работоспособность и эффективность.
Электромагнитный захватный агрегатный модуль, содержащий электромагнитный захват, выполненный виде П-образного магнитопровода, на разных полюсах которого расположены первичная и вторичная обмотки, отличающийся тем, что электромагнитный захват закреплен на подвижном рабочем органе привода его перемещения, выполненном в виде соленоида, якорь которого подпружинен в сторону выталкивания, а силовая обмотка соединена через ключ с источником питания и через выключатель - со вторичной обмоткой электромагнитного захвата.
