Адаптивная сборочная головка промышленного робота

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при автоматизации сборочных работ. Цель изобретения-упрощение конструкции и повышение надежности. Головка содержит основной и дополнительный корпуса, причем в последнем выполнена сферическая опора, в которой установлен с возможностью поворота шток, несущий на своем нижнем конце схват. Дополнительный корпус может перемещаться в основном корпусе в плоскости, перпендикулярной оси головки. В двух параллельных плоскостях, перпендикулярных оси головки, одна из которых проходит через сферическую опору, а другая - на некотором расстоянии от нее, расположены по четыре пакета пьезокерамических пластин, размещенные по окружности под углом 90° друг относительно друга, 1з. п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 23 P 19 /04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4458873/08 (22) 12.07. 88 (46) 07.01,91. Бюл. М1 (71) Кировский политехнический институт (72) tO.Ë.ÀïàòoH (53) 621.757(088.8) (56)Авторское свидетельство СССР

%1103980,кл,В 23 P 19/04,1983 . (54) АДАПТИВНАЯ СБОРОЧНАЯ ГОЛОВКА

ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при автоматизации сборочных работ. Цель изобретения - упрощение конструкции и поИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано при автоматизации производственных процессов.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности.

На фиг,1 показана сборочная головка, общий вид в разрезе; на фиг,2 — вид А на фиг,1; на фиг.3 — разрез Б — Б на фиг.1.

Адаптивная сборочная головка содержит основной корпус1, в котором с возможностью линейного смещения установлен дополнительный корпус 2, имеющий вкладыш 3. Между ними выполнена сферическая кольцевая расточка, являющаяся частью сферической шарнирной опоры. Дополнительный корпус удерживается крышкой 4.

В центре устройства вдоль его продольной оси расположен шток 5, несущий платформу 6, на которой крепится захват 7, служащий для переноса и установки присоединяемой детали и заменяемый в случае необходимости. Он имеет зажимные губки 8 и отверстие, в которое проходит толкатель

„, 5Ц „„1618561 А1 вышение надежности. Головка содержит основной и дополнительный корпуса, причем в последнем выполнена сферическая опора, в которой установлен с возможностью поворота шток, несущий на своем нижнем конце схват. Дополнительный корпус может перемещаться в основном корпусе в плоскости, перпендикулярной оси головки. В двух параллельных плоскостях, перпендикулярных оси головки, одна из которых проходит через сферическу|о опору, а другая - на некотором расстоянии от нее, расположены по четыре пакета пьезокерамических пластин, размещенные по окружности под углом 90 друг относительно друга. 1з. п,ф — лы, 3 ил, 9, установленный в центральном отверстии нижней части штока, подпружиненный к последнему пружиной 10 иудерживаемый стопором 11, Сверху шток несет упор 12, взаимодействующий с лепестками 13 плоской фасонной пружины 14, жестко закрепленной на основном корпусе устройства. Там же, посредством кронштейна 15 закреплен конечный нормально открытый микровыключатель

16, располагающийся на некотором расстоянии от упора штока.

Шток без зазора помещен с возможностью осевого перемещения в гильзу 17, шарнирно закрепленную в сферической опоре дополнительного корпуса с помощыю сферического кольцевого выступа 18. С гильзой через жесткие прокладки 19 со сферическими опорными рабочими поверхностями контактируют пакеты 20, набранные из пьезокерамических злементов — пластин, которые установлены в радиальных отверстиях основного корпуса, выполненнных в

1618561 верхнем уровне, перпендикулярно одно к другому. Пьезокерамические пластины образую; пакеты, замкнутые со стороны корпуса для образования рабочего усилия винтами 21.

Кроме того, в нижнем уровне, в плоскости, проходящей через центр сферической опоры гильзы, установлены в идентичных отверстиях пакеты 22 пьезокерамических пластин, также закрепленных винтами.

Часть пластин всех пакетов (не менее двух) в каждом соединена электрически между собой так, что образует датчик усилия, возникающего при сборке, а все пласгины соединены последовательно в виде пьезокерамического привода линейногс пере.:»..ещен ия.

Корпус головки сверх, закрыт кожухом

23. Крышка имеет посадочный диаметр

24, чеоез ксторый вся головка крепится к манипулятору >5 промышленного робота, г.танавливающего с г;омощью сборочной

cDJioBKtë и >исоединяемую цилиндрическую деталь 26 в.отверстие I.еподвижной базовой детали, В корпусе устройства выголнены углубления 27, предназначенные для улучшения теплообмена от пьезокерамики, а также уменьшения массы оловки.

Адаптивная сборочная головка промыш .;.=,нного робота работает следующим образом. промышленный робот с помощью манипулятора 25 переносит головку, в захвате

7 которой находится присоединяемая деталь 26, в позицию сборки. Здесь, в результате нали ..ия исходных погрешностей, сосгавляющ,1х суммарную погрешность несовпадения осей сопрягаемых поверхностей, эта деталь контактирует с базовой деталью со смещением, По мере опускания манипулягора возникает кромочный двухточе;чый контакт соединяемых деталей.

Присоединяемая деталь 26 получает воэможность поворота в вертикальной плоскости вокруг этих точек контакта, При этом шток 5 вместе с гильзой 17 также поворачивается в направлении действия момента, "ак как дополнительный,.орпус 2 с вкладышем 3 может смещаться EI расточке между корГ|усом 1 и крышкой 4, укаэанный харак-ер движения деталей головки obecrIe vI3aется шарнирным креплением гильзы 17 посредством сферического кольцевого выступа 18.

8 результате пьеэокерамические пла..гины пакетов 20 и 22, находящихся напро тив см щающихся гильзы 17 и дополнительного корпуса 2, получает деформацию за счет возникающих реакций.

21, ввернутые а корпус t, развивают усилие, 35 воздействуя через жесткие прокладки 19 на гильзу 17 и шток 5 в верхнем уровне и на дополнительный корпус 2 с обратной стороны в нижнем уровне.

Так как на противоположно располо40 женных пакетах электрическое напряжение отсутствует, то под действием указанных усилий шток 5 вместе с гильзой 17 поворачивается в сферической опоре, а дополнительный корпус 2 смещается навстречу

45 силе, вызыва1ощей поворот штока vi действующей в верхнем уровне. Возникает пара сил, приложенных на расстоянии одна от другой, равном расстоянию между осями пакетов 20 и 22. Это обеспечивает увеличе50 ние поднастроечного смещения присоединяемой детали 26 относительно отверстия 6aaoaoA детали. Для этого же служит увеличенное плече от центра сферической опоры гильзы 17 до платформы 6, которое выпол55 няется в 8 — 10 раэ большим, чем расстояние между уровнями установки пьезокерамических пакетов.

Под действием отмеченных сил, вызывающих noaopoò штока 5 с платформой 6, присоединяемая деталь 26 перемещается в

Противоположные пакеты пьеэокерамических пластин разгружаются. Эти реакции пропорциональны сборочному усилию и, в целом, смещению осей сопрягаемых поверхностей. . Дополнительное нагружение вызывает возникновение на обкладках пластин электрического сигнала (потенциала). Последний снимается с пластин, образующих таким образом датчики линейного смещения дополнительного корпуса 2 и углового поворота штока 5, затем усиливается и подается в автономную систему управления сборочной головкой.

Далее выдается управляющий сигнал в виде электрического напряжения питания достаточной величины в соогветствии с характеристиками применяемой пьезокерамики и пропорциональный величине сигнала, полученога с датчиков. Напряжение подается уже на все пластины, образующие пакеты, пьезокерамических приводов для получения достаточно больших потребных линейных удлинений пакетов 20 и 22.

Причем этот сигнал подается на тот же самый пакет 20 верхнего уровня, с которого снималось напряжение при измерении усилия нагружения,и на противоположный пакет 22 тому, на котором ранее возникала реакция.

Под действием электрического напряжения пакеты пьезокерамических пластин увеличиваются в длине и, опираясь на винты

1618561 направлении центра отверстия базовой деталии. Как тол ько и ро изойдет на рушение кромочного контакта, переходящего внача-, ле из двухточечного в одноточечный, присоединяемая деталь западает в отверстие 5 под действием смещающегося вниз манипулятора 25 и частично деформированной плоской и ружи н ы 14.

Этот процесс продолжается до тех пор, 10 пока деталь 26 не достигнет глубины, апре- деляемой величиной радиального зазора в сопряжении. После этого движение ее приостанавливается, а так как манипулятор 25 робота продолжаетопускаться, изгибаются 15 лепестки 13 плоской фасонной пружины 14.

Шток 5 скользйт в гильзе 17 до момента взаимодействия упора 12 с микровыключателем 16. Последний подает команду íà срабатывание захвата 7 а разжим. Зажимные 20 губки 8 его расходятся, освобождая деталь

26, которая под собственным весом и под действием толкателя 9 с пружиной 10, а также пружины 14 занимает окончательно требуемое положение в базовой детали. По- 25 сле этого электрическое напряжение, питающее пьезокерамические приводы, снимается, шток 5 занимает первоначальное положение, а сборочная головка готова к очередному повторению цикла. 30

В случае необходимости для повышения безотказности сборки после разжатия губок 8 захвата 7 на пьезокерамические пластины может подаваться попеременно пи- 35 тание в такой последовательности, когда шток 5 совершает колебательные движения, а толкатель 9 обеспечивает вибрациОнное воздействие на деталь. лп

Формула изобретения

1, Адаптивная сборочная головка промышленного робота, содержащая размещенный на манипуляторе основной корпус, подвижно установленный в нем дополнительный корпус с датчиками линейных смещений и штоком, шарнирно закрепленным в сферической опоре дополнительного корпуса и имеющим в своей нижней части платформу, несущую захватный механизм, а в верхней частида чики угловых перемещений, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, привод смещения дополнительного корпуса выполнен в виде четырех расположенных под прямыми углами исполнительных элементов одностороннего действия, размещенных в плоскости, перпендикулярной к оси головки и проходящей через центр сферической опоры, а привод поворота штока вокруг центра сферической опоры выполнен в виде четырех расположенных под прямыми углами, исполнительных элементов одностороннего действия, размещенных в плоскости, параллельной указанной, но смещенной от нее на некоторое расстояние, причем исполнительные элементы привода смещения расположены между основным и дополнительным корпусом, а исполнительные элементы привода поворота - между основным корпусом и штоком.

2, Сборочная головка по п.1,о т л и ч аю щ а я с я тем, что исполнительные элементы выполнены в виде пакетов пьезокерамических пластин, часть из которых используется в качестве упомянутых датчиков линейных и угловых смещений.

1618561

Составитель В, Сергеев редактор О.!Орковецкая Техред д,цаплюк Корректор Л. Алексеенко Заказ 59/91 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям.при ГКНТ СССР

113035, Москва, М(-35, Раушская наб„4/5

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