SU963846A1

SU963846A1 - Automatic manipulator

Info

Publication number: SU963846A1
Application number: SU813256034A
Authority: SU
Inventors: Владимир Павлович Бабарин; Игорь Львович Владов; Александр Гаврилович Платонов; Василий Николаевич Стафеев; Валерий Анатольевич Яковлев
Original assignee: Предприятие П/Я М-5671
Priority date: 1981-03-03
Filing date: 1981-03-03
Publication date: 1982-10-07

Description

Изобретение относитс к технологическому оборудованию дл автоматизации загрузки и съема заготовок и деталей при обслуживании металлорежущих станков, например, токарных и токарно-револьверных полуавтоматов с программным управлением.The invention relates to process equipment for automating the loading and removal of workpieces and parts when servicing metal-cutting machines, for example, turning and turning-turret semi-automatic machines with program control.

Известен автоматический манипул тор , содержащий портал, установленную на нем основную каретку с приводом продольного перемещени ,. на которой расположена подвижна вспомогательна каретка с механическими руками, а также регулируемые упоры, элементы путевой автоматики и закрепленные на вспомогательной каретке демпферы 1.An automatic manipulator is known, comprising a portal, a main carriage mounted thereon with a longitudinal movement drive,. on which there is a movable auxiliary carriage with mechanical hands, as well as adjustable stops, elements of track automation and dampers 1 fixed on the auxiliary carriage.

Недостатки этого манипул тора невозможность получени большого числа точек позиционировани механических рук и низка точность позиционировани .The disadvantages of this manipulator are the impossibility of obtaining a large number of mechanical hand positioning points and low positioning accuracy.

Цель изобретени - расширение технологических возможностей манипул тора .The purpose of the invention is to expand the technological capabilities of the manipulator.

Цель достигаетс тем, что манипу-л тор снабжен ловителем и управл емым фиксатором; в виде пневмоцилиндра с подпружиненным фиксирующим элементом , смонтированным в его порооне.The goal is achieved by the fact that the manipulator is equipped with a safety device and a controlled lock; in the form of a pneumatic cylinder with a spring-loaded locking element mounted in its pore.

причем на фиксирующем элементе выполнена копирна канавка, а на корпусе пневмоцилиндра фиксатора установлены один из элементов путевой автоматики и дополнительно введенный пневмоклапан.moreover, a copy groove is made on the fixing element, and one of the track automation elements and an additionally introduced pneumatic valve are installed on the fixing cylinder pneumatic housing.

На фиг.1 показан общий вид автоматического манипул тора с загрузочными устройствами у токарных полу10 автоматов (вид спереди); на фиг.2 вид А фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б фиг.2; на фиг.4 - сечение В-В фиг.1.Figure 1 shows a general view of an automatic manipulator with loading devices for semi-automatic lathes (front view); figure 2 view And figure 1; on fig.Z - section bb of figure 2; figure 4 - section bb of figure 1.

На портале 1 в продольном направлении установлена на роликовых опо15 рах основна каретка 2. На ней подвижно в продольном направлении .установлена вспомогательна каретка 3, на которой закреплены механические руки 4 и 5 со схватами. На основной On the portal 1, the main carriage 2 is installed longitudinally on roller supports. On it is movable in the longitudinal direction. An auxiliary carriage 3 is mounted, on which mechanical arms 4 and 5 with grippers are fixed. On the main

20 каретке установлен управл емый фиксатор в виде подвижно встроенного в поршень 6 пневмоцилиндра и фиксирующего элемента 7, имеющего копирную канавку на поверхности, причем фикси25 рующий элемент подпружинен относительно поршн пружиной 8.На nopirae 6 за- , .креплен элемент путевой автоматики электрический переключатель 9, вэаимодействуквдий с канавкой фиксатора 20, the carriage is fitted with a controlled retainer in the form of a pneumatic cylinder that is movably inserted into the piston 6 and a locking element 7 having a coping groove on the surface, the locking element being spring-loaded relative to the piston by a spring 8. On the auto-track element, an electrical switch 9, swivel groove

30 и соединенный электрически с приводом 10 продольного перемещени каретки 2. На корпусе 11 пневмоцилиидра закреплены электрический микропереключатель 12, также электрически соединенный с системой управлени манипул тора, и электрический пневмоклапан 13. Поршень 6 подпружинен относительно корпуса 11 пневмоцилиндра пружиной 14. На продольной бсшке портала 1 против каждого загрузочного устройства 15 и токарных полуавтоматов 16 установлены механические ловители 17, в которых упор 18 закреплен болтами в Т-образном пазу 19, а две планки 20 со скосами смонтированы на направл ющих 21 и поджаты к упору 18 пружинами 22, образу щель 23 дл западани фиксирующего элемента 7. Привод 10 продольного перемещени каретки 2 имеет электродвигатель 24 посто нного тока , на валу которого закреплена шестерн 25, наход ща с в зацеплении с шестерней 26 через электромагнитную муфту 27, соединенную с приводным барабаном 28, охватываемым петлей троса 29, концы которого закреплены с двух сторон каретки 2, а сам трос перекинут через ролик 30 нат жного устройства, установленного на левом конце продольной балки портала На портале закреплена струна 31, на которой подвешены шланг дл подвода сжатого воздуха и электроприводов к основной каретке 2. Управление автоматическим манипул тором осуществл етс отдельной сис темой управлени . Манипул тор работает следующим образом. Сначала оператор с помощью ручного пульта управлени устанавливает основную каретку 2 и вспомогательную каретку 3 с механическими руками 4 и 5 в исходное положение. При этом основна кареткгь а портале 1 находитс в крайнем левом положении , а вспомогательна -в крайнем пр вом. Руки 4 и 5 устанавливают в верх нее положение; при этом захваты закрыты . Затем оператор включает манипул тор в режим автомата. При этом ч электродвигатель 24 привода продоль ного перемещени с помощью шестерен 25 и 26 электромагнитной муфты 27 вращает барабан 28, который перематывают петлю троса 29, перемеща основную каретку 2 вправо. В момент .включени фиксирующий элемент 7 с по мощью поршн 6 сжатым воздухом через электрический пневмоклапан 13 выдвигаетс в рабочее положение, сжима при этом пружину 14. При движении основной каретки впр вправо фиксатор наезжает на скос планки 20 механического ловител 17, перемещаетс в поршне 6, сжима пру.жину 8. При этом скос копирной канавки фиксатора нажимает на электрический микр:опереключатель 9, кото11ый дает команду на плавное уменьшение скорости электродвигателю 24 привода продольного перемещени основной каретки до ползучей скорости . На ползучей скорости фиксатор скользит по горизонтальной плоскости планки 20 до тех пор, пока не дойдет до щели 23,образуемой: двум планками. С помощью сжатой пружины 8 фиксатор заскакивает в щель, канавка фиксатора воздействует на электрический микропереключатель 9, который дает команду электромагнитной муфте 27 привода на расцепление приводного барабана 28 с шестерней 26 и на остановку электродвигател 24. Заскочив в щель 23, фиксатор вместе с основной кареткой 2 по инерции проходит небольшое рассто ние , перемеща планку 20 и сжима пружину 22. Далее пружина возвращает планку в исходное положение до контакта с упором 18. В свою очередь планка 20, нажима на фиксатор сбоку , перемещает основную каретку 2 точно зафиксировав ее в рабочей зоне загрузочного устройства 15, так как кинематическа цепь привода 10 продольного перемещени каретки в этот момент разомкнута. Далее механическа рука 5 опускаетс , ее захват закрыт, вспомогатель:на каретка 3 перемещаетс в крайнее левое положение. Захват руки 5 охватывает заготовку в загрузочном устройстве 15. Вспомогательна каретка перемещаетс в крайнее правое положение, рука 5 вынимает заготовку из загрузочного устройства и поднимаетс .Одновременно подаетс команда на электрический пневмоклапан 13, надпоршневаз камера которого соедин етс с атмосферой; поршень 6 с помощью пружины 14 перемещаетс вверх, воздейству на электрический микропереключатель 12, который включает электродвигатель 24 и электромагнитную муфту 27. Основна каретка 2 начинает перемещатьс вправо до встречи фиксатора с очередным механическим ловителем 17, установленным в рабочей зоне станка. При этом выдвижение фиксатора происходит вслед за началом перемещени каретки 2 с некоторой задержкой по времени, заданной в системе управлени манипул тора. После остановки каретки 2 механическа рука 4 перемещаетс вниз, захват раскрыт. Вспомогательна каретка 3 перемещаетс в крайнее левое положение, захват руки 4 охватывает деталь, наход щуюс в патроне токарного полуавтомата . Далее каретка 3 перемещаетс в крайнее правое положение, рука 4 поднимаетс , захват раскрываетс , и деталь сбрасываетс на склиз (на чертежах не показан). При первом цикле работы манипул тора рука 4 имитирует съем детали патрона токарного полуавтомата, так как в начале работы (смены) в патроне детали нет. При всех повторных циклах работы манипул тора деталь находитс в патроне.30 and electrically connected to the driver 10 for the longitudinal movement of the carriage 2. On the case 11 of the pneumocylidra, an electric microswitch 12 is fixed, also electrically connected to the control system of the manipulator, and an electric pneumatic valve 13. The piston 6 is spring-loaded relative to the body 11 of the pneumatic cylinder by the spring 14. against each boot device 15 and semi-automatic lathes 16, mechanical catchers 17 are installed, in which the stop 18 is bolted in a T-slot 19, and two strips 20 are skewed They are mounted on rails 21 and clamped to stop 18 by springs 22, forming a slot 23 for sticking locking element 7. Drive 10 for longitudinal movement of carriage 2 has a direct current motor 24, on which shaft gear 25 is attached, which is in engagement with gear 26 through an electromagnetic clutch 27 connected to a driving drum 28 covered by a loop of cable 29, the ends of which are fixed on both sides of the carriage 2, and the cable itself is thrown over the tensioning roller 30 installed on the left end of the longitudinal beam along Mortar A string 31 is fixed on the portal, on which a hose for supplying compressed air and electric drives to the main carriage 2 is suspended. The automatic manipulator is controlled by a separate control system. The manipulator works as follows. At first, the operator sets the main carriage 2 and the auxiliary carriage 3 with mechanical arms 4 and 5 to the starting position with the help of a handheld console. In this case, the main carriage in portal 1 is in the leftmost position, and the auxiliary carriage is at the extreme right. Hands 4 and 5 are set in the upper position; at the same time captures are closed. The operator then turns the manipulator into automatic mode. At the same time, the motor 24 for driving the longitudinal movement using the gears 25 and 26 of the electromagnetic clutch 27 rotates the drum 28, which rewinds the loop of the cable 29, moving the main carriage 2 to the right. At the moment of turning on the locking element 7 by means of the piston 6 by compressed air through the electric pneumatic valve 13 is pushed into the working position, compressing the spring 14. When the main carriage moves to the right, the locking device slides over the bevel of the bar 20 of the mechanical catcher 17, moves in the piston 6, compressing the spring 8. In this case, the bevel of the locking groove of the lock presses on the electric mic: switch 9, which gives the command to gradually reduce the speed of the electric motor 24 for driving the longitudinal movement of the main carriage to creep orosti. At creeping speed, the latch slides along the horizontal plane of the strip 20 until it reaches the slot 23 formed by: two strips. Using a compressed spring 8, the latch drops into the slot, the latch groove acts on the electric microswitch 9, which instructs the electromagnetic drive coupling 27 to disengage the drive drum 28 from the gear 26 and stop the electric motor 24. Jumping into the slot 23, the latch together with the main carriage 2 by inertia, a short distance passes, moving the bar 20 and compressing the spring 22. Then the spring returns the bar to its original position until it comes into contact with the stop 18. In turn, the bar 20, pressing the lock on the side, moves the main carriage 2 accurately fixing it in the working area of the loading device 15, since the kinematic chain of the drive 10 of the longitudinal movement of the carriage is open at this moment. Next, the mechanical arm 5 is lowered, its grip is closed, the auxiliary: on the carriage 3 is moved to the extreme left position. The grip arm 5 covers the workpiece in the loading device 15. The auxiliary carriage moves to the extreme right position, the hand 5 takes the workpiece out of the loading device and rises. Simultaneously, a command is given to the electric pneumatic valve 13, at which the chamber is connected to the atmosphere; the piston 6 is moved upward by the spring 14, affecting the electric microswitch 12, which turns on the electric motor 24 and the electromagnetic clutch 27. The main carriage 2 begins to move to the right until the latch meets the next mechanical safety gear 17 installed in the working area of the machine. In this case, the release of the lock occurs after the beginning of the movement of the carriage 2 with a certain delay in time specified in the control system of the manipulator. After the carriage 2 stops, the mechanical arm 4 moves down, the grip is opened. The auxiliary carriage 3 moves to the extreme left position, the grip of the hand 4 covers the part located in the chuck of the semi-automatic lathe. Next, the carriage 3 moves to the extreme right position, the arm 4 rises, the grip opens, and the part is dropped onto the clip (not shown in the drawings). During the first cycle of the manipulator, the hand 4 simulates the removal of the details of the chuck of the turning semiautomatic machine, since at the beginning of the work (shift) there is no part in the cartridge. For all repeated cycles of the manipulator, the part is in the chuck.

Затем рука 5 с заготовкой опускаетс , вспомогательна каретка перемещаетс в крайнее левое положение; при этом заготовка вставл етс в патрон токарного полуавтомата. Далее захват раскрьгеаетс , вспомогательна каретка перемещаетс в крайнее правое положение, рука 5 поднимаетс включаетс токарный полуавтомат, который обрабатывает деталь по программе , заданной собственной системой управлени . Даетс команда на подъем фиксатора. Далее каретка 2 перемещаетс вправо к следующему загрузочному устройству,затем к следующему токарному полуавтомату, производ аналогичные манипул ции.Then the arm 5 with the workpiece is lowered, the auxiliary carriage moves to the extreme left position; in this case, the workpiece is inserted into the chuck of the semi-automatic lathe. Next, the gripper is cleared, the auxiliary carriage moves to the extreme right position, the arm 5 rises to turn on the turning semiautomatic device, which processes the part according to a program defined by its own control system. A command to raise the lock is given. Next, the carriage 2 is moved to the right to the next loading device, then to the next semi-automatic lathe, producing similar manipulations.

После последнего обслуживани все токарных полуавтоматов электродвигатель 24 реверсируетс , каретка 2 возвращаетс в исходное крайнее левое положение на продольной балке портала 1. При этом фиксатор с помощью пружины 14, воздействующей на поршень 6, убран. В этот момент даетс команда на пневмоклапан 13 соединить налпоршневую полость корпуса 11 с атмосферой, поэтому фиксатор свободно проходит мимо всех механических ловителей 1.Дсшее автоматический цикл многократно повтор етс до остановки манипул тора- в случае надобности. Электрический микропереключатель 12 подает сигнал в систему управлени о положении фиксатора в каждый момент времени и о положении каретки - 2. Механический(ловитель 17 устроен так, что фиксатор может подходить к нему и взаимодействовать как справа, так и слева. Это даетAfter the last service, all the semi-automatic lathes of the electric motor 24 are reversed, the carriage 2 returns to the initial extreme left position on the longitudinal beam of the portal 1. In this case, the retainer is removed by means of a spring 14 acting on the piston 6. At this moment a command is given to the pneumatic valve 13 to connect the piston chamber of the housing 11 with the atmosphere, therefore the lock freely passes by all mechanical catchers 1. The next automatic cycle repeats several times until the manipulator stops, if necessary. Electric microswitch 12 sends a signal to the control system about the position of the latch at each time and about the position of the carriage - 2. Mechanical (the safety device 17 is designed so that the latch can approach it and interact both right and left. This gives

возможность изменить компоновку при расстановке обслуживаемых полуавтоматов . Точность остановки каретки 2 определ етс зазором между фиксирующим элементом и щелью 23.the ability to change the layout when placing serviced semiautomatic devices. The accuracy of the stop of the carriage 2 is determined by the gap between the locking element and the slot 23.

Применение автоматического манипул тора при обслуживании нескольких токарных полуавтоматов и загрузочных устройств к ним позволит высвободить столько рабочих, сколькоThe use of automatic manipulator when servicing several semi-automatic lathes and loading devices to them will allow to free as many workers as

токарных полуавтоматов находитс в этой линии. Их заменит один оператор. Кроме того, применение манипул тора облегчит т желый, монотонный труд рабочих.semi-automatic lathes are in this line. They will be replaced by one operator. In addition, the use of a manipulator will facilitate the heavy, monotonous work of the workers.

Claims

1. Belin PN Industrial robots of Japan, M., NIIAT, 1977, p. 327328.