ВАКУУМНОЕ ЗАХВАТНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к автоматизации производственных процессов и может найти применение в устройствах для автоматического захвата и ориентированной подачи плоских деталей типа прокладка с внутренним осесимметричным отверстием в рабочую зону при сборке.
Известно устройство (см. патент CN №104527207, В23Р 19/02 B25J 13/08 B25J 15/06 B25J 15/10 В32В 38/10, 22.04.2015) содержащие вал, манипулятор, фиксирующий блок с подвижным рельсом и три группы уплотнительных сопловых механизмов.
Недостатком данного вакуумного захватного устройства является то, что для подачи детали с требуемой точностью ее необходимо переместить на позицию ориентирования, где она будет сориентирована при помощи средств машинного зрения, что может привести к снижению быстродействия процесса сборки за счет добавления дополнительной операции.
Известно пневматическое захватное устройство (см. патент Ru №104888 М. Кл. B25J 15/06, 2011), содержащее полый корпус с питающими каналами и выходными отверстиями, кольцевую камеру нагнетания и кольцевую вихревую камеру соединенные тангенциальными каналами, и кольцевой канал, причем полый корпус выполнен цилиндрическим, с установленным внутри него стаканом корпуса и соосной с ним вращаемой ориентирующей втулкой и цилиндрическим стаканом, закрепленным относительно цилиндрического полого корпуса с подводом сжатого воздуха через питающий канал, при этом кольцевая камера нагнетания образована по наружной цилиндрической поверхности стакана корпуса, кольцевая вихревая камера образована внутренней цилиндрической поверхностью стакана корпуса и наружной цилиндрической поверхностью вращаемой ориентирующей втулки, кольцевой канал образован внутренней поверхностью вращаемой ориентирующей втулки и наружной поверхностью цилиндрического стакана, причем цилиндрический стакан образует дополнительную камеру нагнетания и выполнен с соплами, расположенными под углом к центральной оси, с возможностью обеспечения вакуумного разрежения воздуха в нижней части кольцевого канала и отвода сжатого воздуха в верхнюю часть кольцевого канала и далее через выходные отверстия в атмосферу, а нижние торцевые поверхности стакана корпуса, вращаемой ориентирующей втулки и цилиндрического стакана образуют рабочую поверхность устройства, вращаемая ориентирующая втулка установлена с возможностью плоскопараллельного перемещения относительно центральной оси, в нижней торцевой поверхности цилиндрического стакана выполнено осевое сопло с возможностью подвода к нему, посредством установленной в полости цилиндрического стакана питающей трубки, сжатого воздуха, при этом устройство снабжено пневматическим переключателем, один из выходов которого соединен с питающей трубкой, а другой - с питающими каналами камер нагнетания, для обеспечения поочередной подачи сжатого воздуха к осевому соплу и камерам нагнетания.
Недостатком данного вакуумного захватного устройства является то, что при ориентировании плоских деталей с внутренним осесимметричным отверстием одним соплом, деталь центрируется, но не совершает поворот относительно оси вакуумного захватного устройства. Это приводит к снижению точности подачи детали в рабочую зону при сборке.
Наиболее близким из известных технических решений является вакуумное захватное устройство (см. А.С. СССР №537924 М. Кл. В66С 1/02, 05.12.1976), содержащие корпус с проушиной, расположенные в корпусе вакуумные камеры, выполненные в виде открытых со стороны груза полых цилиндров, боковые стенки которых имеют тангенциально расположенные отверстия для подачи воздуха, вакуумные цилиндрические камеры, штуцер и упоры.
Недостатком указанного вакуумного захватного устройства является то, что отсутствие операции ориентирования перед захватом приводит к снижению точности подачи плоских деталей в рабочую зону при сборке.
Задачей, на решение которой направленна заявляемая полезная модель, является создание предлагаемого устройства, позволяющего производить ориентирование детали перед захватом под действием разнонаправленных струй сжатого воздуха. Это позволит производить подачу плоских деталей типа прокладка с внутренним осесимметричным отверстием с необходимой точностью в рабочую зону при сборке и обеспечить необходимое быстродействие для осуществления сборки.
Техническим результатом является повышение точности подачи детали в рабочую зону при сборке с обеспечением необходимого быстродействия.
Указанный технический результат достигается тем, что вакуумное захватное устройство, содержащее корпус, расположенные в корпусе вакуумные камеры, выполненные в виде открытых с одной стороны полых цилиндров, боковые стенки которых имеют тангенциально расположенные отверстия для подачи сжатого воздуха, замкнутую полость и штуцер, при этом устройство снабжено пневматическим переключателем, камерой нагнетания, образованной крышкой и корпусом, и ориентирующими соплами, выполненными в корпусе, причем один из выходов пневматического переключателя соединен через штуцер с замкнутой полостью, а другой - через дополнительный штуцер с камерой нагнетания, которая соединена с ориентирующими соплами.
Предложенная камера нагнетания служит для подачи сжатого воздуха в ориентирующие сопла. В них формируются струи сжатого воздуха, которые при соударении с поверхностью стола растекаются по ней и взаимодействуют с внутренней поверхностью детали, оказывая на нее силовое воздействие. Это обеспечивает центрирование и поворот относительно оси вакуумного захватного устройства плоской детали типа прокладка с внутренним осесимметричным отверстием, и как следствие повышает точность подачи в рабочую зону при сборке.
Пневматический переключатель производит по очередное переключение подачи сжатого воздуха между камерой нагнетания и замкнутой полостью. Это позволяет производить ориентирования и захват детали без перемещения вакуумного захватного устройства, что обеспечить необходимое быстродействие при повышении точности подачи в рабочую зону при сборке.
На фиг. 1 представлено предлагаемое вакуумное захватное устройство. На фиг. 2 - разрез А - А фигуры 1. На фиг. 3 - силы, действующие на деталь.
Вакуумное захватное устройство (фиг. 1) состоит из корпуса 1 и крышки 2, расположенных в корпусе 1 вакуумных камер 3, выполненных в виде открытых с одной стороны полых цилиндров, боковые стенки которых имеют тангенциально расположенные отверстия 4 для подачи сжатого воздуха. Корпус 1, крышка 2 и боковые стенки вакуумных камер 3 образуют замкнутую полость 5, причем в корпусе 1 установлен штуцер 6 для подвода сжатого воздуха в замкнутую полость 5. А корпус 1 и крышка 2 образуют камеру нагнетания 7, причем в крышке 2 установлен дополнительный штуцер 8 для подвода сжатого воздуха в камеру нагнетания 7. Также устройство снабжено пневматическим переключателем 9, один из выходов которого соединен через штуцер 6 с замкнутой полостью 5, а другой - через дополнительный штуцер 8 камерой нагнетания 7, которая соединена с ориентирующими соплами 10, выполненными в корпусе 1. Замкнутая полость 5 обеспечивает подачу сжатого воздуха через тангенциально расположенные отверстия 4 (фиг. 2) в вакуумные камеры 3. В вакуумных камерах 3 струи сжатого воздуха сформированные тангенциально расположенными отверстиями 4 вращаются в разные стороны в попарно симметрично расположенных вакуумных камерах 3, для уравновешивания реактивных моментов. Камера нагнетания 7 служит для подачи сжатого воздуха в ориентирующие сопла 10, в которых формируются струи сжатого воздуха, растекающиеся при соударении со столом 11 по его поверхности и взаимодействующие, при этом, с внутренней поверхностью детали 12, расположенной на столе 11.
Вакуумное захватное устройство работает следующим образом.
1
В исходный момент времени захватываемая деталь 12 лежит на поверхности стола 11, геометрический центр захватываемой детали 12 и вакуумного захватного устройства имеют случайное смещение Δ (Фиг. 3) и случайный угол поворота ϕ детали относительно оси вакуумного захватного устройства. Сжатый воздух подается с одного из выходов пневматического переключателя 9 через дополнительный штуцер 8 в камеру нагнетания 7. Из нее сжатый воздух подается в ориентирующие сопла 10, в которых формируются струи сжатого воздуха, растекающиеся при соударении с поверхностью стола 11 по его поверхности. Образованные растекающееся струи сжатого воздуха осуществляют воздействие на внутреннюю поверхность детали 12. Поскольку при смещении Δ (Фиг. 3) оси проходящей через геометрический центр детали 12 относительно оси вакуумного захватного устройства и угла поворота ϕ детали относительно оси вакуумного захватного устройства, силовое воздействие струй сжатого воздуха на внутреннюю поверхность детали 12 неравномерно. Это приводит к возникновению результирующей силы R, направленной в сторону совмещения оси детали O и оси вакуумного захватного устройства О, так же возникает момент М, стремящийся повернуть деталь до значения угла поворота ϕ, равным нулю. По истечению времени ориентирования силовое воздействие струй сжатого воздуха на внутреннюю поверхность детали 12 выравнивается, равнодействующая сила R и момент М становятся равными нулю, а следовательно смещение Δ (Фиг. 3) и угол поворота ϕ становятся близкими к нулю, что позволяет повысить точность ориентирование детали. Далее происходит срабатывание пневматического переключателя 9, который начинает подавать сжатый воздух с другого своего выхода через штуцер 6 в замкнутую полостью 5. Сжатый воздух из замкнутой полости 5 через тангенциально расположенные отверстия 4 струями подается в вакуумные камеры 3, в которых приводится во вращение. При этом воздух в вакуумных камерах 3, расположенных друг напротив друга, вращается в противоположных направлениях, чтобы реактивные моменты были уравновешены. В результате воздействия центробежных сил во вращающемся столбе воздуха между вакуумным захватным устройством и поверхностью детали 12 возникает разряжение воздуха. С уменьшением зазора между деталью 12 и вакуумными камерами 3 расход воздуха уменьшается, и давление в вакуумных камерах 3 повышается, что приводит к бесконтактному захвату плоских деталей.
Таким образом, предлагаемое вакуумное захватное устройство обеспечивает центрирование и поворот захватываемой плоской детали 12 осесимметричной формы относительно захватного устройства путем подвода к ориентирующим соплам 10, выполненным в нижней торцевой поверхности корпуса 1, сжатого воздуха, что позволяет обеспечить требуемую точность с обеспечением необходимого быстродействия, при ее подаче в рабочую зону при сборке.