Управляемая рука промышленного робота

 

УПРАВЛЯЕМАЯ РУКА ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА, предназначенная преимущественно для работы с металлорежущим станком, содержащая комплект из двух параллельно расположенных схватов, причем каждьй схват имеет пальцы, отличающаяся тем, что, с целью повьшения производительности за счет совмещения операций удаления стружки или иных инородных материалов с деталей или патрона станка и схватывания деталей, казвдый схват снабжен приспособлением для удаления стружки и иЛгх инородных материалов, выполненным в виде трубопровода, источника сжатого текучего агента, электромагнитного клапана или клапанов и сопел, при этом сопла расположены nqnapHo, одна пара - на корпусе g одного схвата, а сопла другой пары расположены на боковой поверхности ел корпусов разных схватов и направлены в одну сторону. 00 о Oi

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИХ (51) В 25 3 15/00

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И flATEHTV

2 (21) 3363951/25-08 (22) 05.08.81 (31) 107077/80 (32) 06.08.80 (33) Япония (46) 15.04.84. Бюл. У 14 (72) Хадзиму Инаба и Рио Нихеи (Япония) (71) Фудзицу. Фанук Лимитед (Япония) (53) 62-229 ° 72 (088.8) (56) 1. Проспект фирмы Фудзицу Фанук

Лимитед, Япония, 1976, с. 8 (прототип) . (54) (57) УПРАВЛЯЕМАЯ РУКА ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА, предназначенная преимущественно для работы с металлорежущим станком, содержащая комплект из двух параллельно расположенных схватов, причем каждый схват имеет пальцы, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности за счет совмещения операций удаления стружки или иных инородных материалов с деталей или патрона станка и схватывания деталей, каждый схват снабжен приспособлением для удаления стружки и ийях инородных материалов, выполненным в виде трубопровода, источника сжатого текучего агента, электромагнитного клапана или клапанов и сопел, при этом сопла расположены попарно, одна пара — на корпусе одного схвата, а сопла другой пары расположены на боковой поверхности корпусов разных схватов и направлены в одну сторону.

10870бО

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в робототехнике, как промьпиленное манипулирующее устройство, работающее в сочетании со станками и устройствами различных типов для автоматического переноса изделий к этим станкам. устройствам и от них.

Известна управляемая рука промышленного робота, предназначенная преимущественно для работы с металлорежущим станком, содержащая комплект из двух параллельно расположенных схватов, причем каждый схват имеет пальцы fl) .

Недостатком известного устройства ,является низкая производительность, это связано с тем, что для точного и жесткого удержания заготовки зажимным приспособлением или кондук- тором необходима очистка зажимного приспособления или кондуктора металлорежущего станка, а также очистка детали и руки робота. По этой причине обычные металлообрабатывающие станки снабжают очистным приспособлением, в котором используется сжатый воздух или охлаждающая жидкость в качестве очищающего агента для удаления стружки и иных инородных материалов, приставших к зажимному приспособлению или кондуктору. При очистке рука робота должна быть отведена от за>умного приспособления или кондуктора, поскольку очищающее приспособление вдувает очищающий агент в направлении зажимного приспособления или кондуктора так, чтобы стружка свободно выцувалась из зажимного приспособления или кондуктора. В противном случае-выдутая стружка может пристать к руке робота.

После осуществления очистки металлорежущего станка руку робота можно вновь подвести вплотную к зажимпому приспособлению или кондуктору °

Целью изобретения является повышение производительности.за счет совмещения операций удаления стружки, или иных инородных материалов с деталей или патрона станка и захватывания деталей.

Поставленная цель достигается тем, что в управляемой руке промышленного робота, предназначенной преимущественно для работы с металлорежущим станком, содержащей комплект из двух параллельно расположенных схватов, причем каждый схват имеет пальцы, каждый схват снабжен приспособлением для удаления стружки и иных инородных материалов, выполненным в виде трубопровода, источника сжатого текучего агента, электромагнитного клапана или клапанов и сопел, при этом сопла расположены попарно, одна пара — на корпусе одного схвата, а сопла другой пары расположены на боковой поверхности корпусов разных схватов и направлены в, одну сторону.

На фиг. 1 представлено частичное перспективное изображение руки робота, снабженной приспособлением для удаления стружки, согласно данному изобретению; на фиг. 2 — схема пневматического контура приспособления для удаления стружки в том случае, когда в приспособлении для удаления стружки в качестве очищающего агента используют сжать>й воздух, на фиг. 3 — пример схемы управления действием приспособления для удаления стружки руки робота согласно данному изобретению,. на фиг. 4 — схематическое изображение действия руки робота согласно данному изобретению.

Рука 1 робота соединена с крейцкопфным пальцем 2 промышленного робота и снабжена двумя комплектами

35 схватов 3 и 4, установленными рядом параллельно друг другу. Схват 3 содержит пальцевое устройство 5, включающее два пальца, подвижных друг к другу, и друг от друга, в направлении стрелки А. Схват 4 содержит аналогичное пальцевое устройство 6.

Схваты 3 и 4 сконструированы так, что каждый из схватов 3 и 4 может

45 выполнять операцию схвата независимо

) от другого. Х. Кроме того поскольку

Э оба схв.;та 3 и 4 расположены рядом один с другим, при необходимости ввода или вывода детали 7 из пальцев схвата 3 рука 1 робота вместе с

50 крейцкопфным пальцем 2 робота перемещается в направлении, обозначенном стрелкой Б, тогда как при необходимости ввода или вывода детали 7 из пальцев схвата 4 рука 1 робота вместе с крейцкопфным пальцем 2 робота перемещаются в направлении, обозначенном стрелкой В. Схваты 3 и 4 могут одновременно поворачиваться око1087060 ло оси Г в обоих направлениях относительно крейцкопфного пальца робота 2, Своим задним концом, оппозитным концу, соединенному с рукой 1 робота, крейцкопфный палец 2 соединен 5 с рычагом робота (не показан). Кроме того, рычаг робота имеет возможность телескопического выдвижения и втягивания в направлении, соответст,вующем. оси Г, так что оба схвата 3 и 4 также могут перемещаться вперед и назад в том же направлении, что и рычаг робота. Кроме того, рычаг робота сконструирован так, что он может не только поворачиваться около 15 тела робота (не показан), но также двигаться вверх и вниз относительно тела робота. Пружины 8 обычного нажимного механизма установлены между обоими схватами 3 и 4. Оба схвата

3 и 4 руки 1 робота снабжены воздушными соплами 9-12, сжатый воздух в которые подается от источника сжатого текучего агента 13, например воздуха, через воздухопровод и далее 25 проходит в трубопроводы 14, встроенные в оба схвата 3 и 4. Сжатый воздух, эжектируемый из сопел 9-12, используется для удаления стружки. Положение эжектирующих сопел 9-12, кото; ЗО рыми снабжена рука 1 робота, следует должным образом выбрать с учетом действия обоих схватов 3 и 4, служащих для закрепления и для снятия детали 7 с металлорежущего станка (не показан). Например, в некоторых случаях эжектирующими соплами 9-12 могут быть снабжены корпуса схватов

3 и 4, а в других случаях соплами

9 — 12 могут быть снабжены пальцевые 4О узлы 5 и 6. В варианте по фиг. 1 сопла 9-12 расположены на двух боковых поверхностях корпусов обоих схватов 3 и 4, каждая из которых расположена под прямым углом к 45 поверхности, перпендикулярной оси, параллельной показанной на фиг. 1 стрелке В. Оба эжектирующих воздух сопла 9 и 10 расположены так, что как только деталь 7, удерживаемая зажимным приспособлением металлорежущего станка, удаляется из зажимного приспособления срабатыванием схвата 3, зажимное приспособление очищается сжатым воздухом, эжекти- 55 руемым из обоих воздушных сопел 9

I и 10 схвата 3. С другой стороны, воздушные сопла 11 и 12 расположены так, что непосредственно перед закреплением в зажимном приспособлении металлорежущего станка посредством действия руки 1 робота детали

7, захваченной пальцевым узлом 6 схвата 4, зажимное приспособление очищается сжатым воздухом, эжектируемым из обоих сопел 11 и 12 схвата 4. Сжатый воздух, эжектируемый из пары сопел 9 и 10, а также другой сжатый воздух, эжектируемый из пары сопел 11 и 12, выдувается наружу в общем боковом направлении относительно оси вращения Г руки 1 робота.

Кроме того, обе пары сопел 9, 10 и

i1 12 соответственно расположены так, что соответственные потоки сжатого воздуха, эжектируются таким образом, что полностью удаляют всю стружку и иной инородный материал, приставшие к поверхностям и углам зажимного приспособления металлорежущего станка, когда соответственные схваты 3 и 4 приведены в положение примыкания к зажимному приспособлению

Из источника сжатого воздуха 13 воздух может непрерывно подаваться к воздушным соплам 9- 12 так, чтобы воздух для удаления стружки и инородных материалов всегда эжектировался из сопел 9-12 во время закрепления или снятия детали 7 с металлорежущего станка рукой 1 робота.

Причем, предпочтительно использовать единый общий источник сжатого воздуха для подачи как очищающего сжатого воздуха, так и сжатого воздуха для обеспечения действия пальцевых узлов 5 и 6, поскольку пальцевые узлы 5 и 6 обычно работают на сжатом воздухе. При использовании единого ббщего источника сжатого воздуха между источником сжатого воздуха

13 и воздушными соплами 9-12 устанавливают электромагнитный клапан или клапаны, регулирующие поток воздуха, обеспечивающие подачу сжатого воздуха от источника сжатого воздуха к соплам 9-12 только тогда, когда осуществляется операция очистки. На

l фиг. 2 показан контур сжатого воздуха, в котором между источником сжато4 го воздуха 13 и обеими парами воздушных сопел Г, 10 и 11, 12 установлены два электромагнитйых клапана 15 и

16, регулирующие поток воздуха.

Регулирующий поток клапан 15 используют для управления подачей сжатого

1087060

10 воздуха из источника сжатого воздуха

13 к соплам 9 и 10, тогда как регу лирующий поток клапан 16 используют для управления подачей сжатого воздуха от источника сжатого воздуха

13 к соплам 11 и 12, причем оба регулирующих поток клапана 15 и 16 показаны в положении, при котором сжатый воздух от источника сжатого воздуха ° 13 не поступает ни в пару воздушных сопел 9 и 10, ни в пару воздушных сопел 11 и 12. Переключением отдельных регулирующих поток клапанов 15 и 16 можно управлять путем подачи электрических сигналов управления, например, от контроллера робота. При необходимости можно использовать специальное управляющее приспособление . для генерирования электрических сигналов управления. На фиг. 3 показан случай, когда переключатель 17 электромагнитных клапанов 15 и 16, управляющих потоком воздуха, управляется контроллером робота, На фиг. 3 при переключателе

17, замкнутом по сигналу управления ! от контроллера робота, соленоид 18 электромагнитного клапана 15 регулирующего поток воздуха, переключен из его замкнутого положения в поло-! жение раэмыкания так, что сжатый воздух поступает от источника сжатого воздуха 13 и сопел 9 и 10 (фиг.2). Поэтому очищающий сжатый воздух эжектируется из сопел 9 и 10.

Когда переключатель 19 замыкается по сигналу управления от контроллера робота, соленоиц 20 электромагнитного клапана 16, регулирующего поток воздуха, переключается из положения замыкания в положение размьп<ания.

Имеется зажимное приспособление ме- таллорежущего станка 21.

На фиг. 4 показан пример последовательно осуществляемых операций руки 1 робота, начиная со стадии извлечения обработанной заготовки из зажимного приспособления металлообрабатывающего станка до стадии закрепления необработанной заготовки в зажимном приспособлении.

На фиг. 4 (1) показана стадия, на которой схват 3 руки 1 робота начинает вынимать обработанную деталь

7 из зажимного приспособления 2 1 металлорежущего станка. На этой стадии другой схват 4 захватывает другую необработанную деталь 7 и

55 воздушные сопла 9 и 10 готовы к эжектированию очищающего сжатого воздуха в направлении внутренней части зажимного приспособления 21. Стрелка на фиг. 4 (I) показывает направление, в котором перемещается рука

1 робота для отделения обработанной детали 7 от зажимного приспособления

21. После отделения обработанной детали 7 рука 1 робота движется обратно в положение, показанное на фиг. 4 (II ), при котором рука 1 робота, принимающая обработанную деталь 7 в свой схват 3, готова для поворота около оси Г (фиг.l). В положении, показанном на фиг. 4 (II ), когда сжатый воздух эжектируется из воздушных сопел 9 и 10 в направлении зажимного приспособления 21, вся стружка и инородные материалы, приставшие к внутренним поверхностям и углам зажимного приспособления 21 во время обработки детали 7, выдуваются сжатым воздухом, Поэтому зажимное приспособление 21 очищается и становится готовым для жесткого и точного удЕржания следующей необработанной детали 7, подлежащей обработке. После этого рука 1 робота поворачивается на 90 вплоть до полоо жения руки 1 робота, показанного на фиг. 4 (111 ). В положении по фиг. 4 (1П ) эжектирующие воздух сопла 11 и 12 готовы для эжектированиясжатого воздуха в направлении зажимного приспособления 21, т.е. вновь достигается очистка зажимного приспособления 21 очищающим сжатым воздухом, эжектируемым из воздушных сопел 11 и 12. После завершения операции очистки, осуществляемой рукой

1 робота последняя поворачивается

D еще на 90 вплоть до позиционирования схвата 4, захватывающего необработанную деталь 7, против зажимного приспособления 21. Затем необработанная деталь 7 закрепляется в очищенном зажимном приспособлении 21 посредством действия руки 1 робота. На фиг.4 (lU ) показаноасостояние, при котором закрепление необработанной детали 7 в зажимном приспособлении 21 завершено, и рука l робота отведена от зажимного приспособления 21. Понятно, что на этой стадии, поскольку зажимное приспособление 21 полностью очищается непосредственно перед закреплением необработанной детали 7 в зажимном приспособлении, удержание

1087060 илп эажатие необработанной детали

7 эажимным приспособлением 21 может быть высоко точным, так как между необработанной деталью 7 и зажимным приспособлением 21 отсутствуют струж- 5 ка или иные инородные материалы.

Соответственно, металлорежущий станок может точно выполнять обработку необработанной детали 7.

Понятно, что если снабдить руку 10

1 робота отдельным приспособлением для очистки необработанной детали 7, можно обеспечить еще более высокую точность зажатия,необработанной детали 7. 15

Согласно данному изобретению, поскольку управляемая рука промышленного робота снабжена приспособлением для удаления любой стружки, приставшей к зажимному приспособлению или 20 к удерживающему заготовку кондуктору металлорежущего станка, сам по себе робот способен автоматически очищать зажимное приспособление или кондуктор для заготовки, без помощи обыч- 25 ного приспособления для удержания стружки, предусматриваемого для металлорежущих станков, В результате этого, Во время операции по закреплению или снятию заготовки с металлорежущего станка, можно осуществлять операцию очистки с целью удаления стружки и инородных материалов без отведения руки робота на значительное расстояние от металлорежущего станка. Следовательно, можно сократить время операции закрепления заготовки на металлорежущем станке и снятия заготовки с металлорежущего станка в сравнении с обычным промьппленным роботом.

В описанном варианте сжатый воздух используют как агент для удаления стружки и иных инородных материалов. Однако может быть принят вариант, в котором в качестве очищающего агента используется жидкий агент, например подаваемое под давлением обычное охлаждающее масло или же обычная подаваемая под давлением охлаждающая жидкость.

Составитель И. Бакулина

Редактор С.Тимохина Техред Л.Микеш Корректор М.Шароши

Заказ 2277/53 Тираж 1033 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4