ВАКУУМНЫЙ ЗАХВАТ

Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения, роботостроения и может применяться для выполнения функций, захвата и отпускания изделий при загрузке, разгрузке основного технологического оборудования, а также укладке, раскладке преимущественно плоских изделий. Наиболее эффективно применение предлагаемой полезной модели для работы безнасосных вакуумных захватов с уплотнительными элементами, работающими на изгиб.
Широко известно, что вакуумные, захваты (присоски), состоящие из корпуса и уплотнения. По принципу их работы подразделяются на насосные и безнасосные (см., например, Башта Т.М., Гидропривод и гидропневмоавтоматика. М.: Машиностроение, 1972. 168 с.). Захват и удержание изделий производят после прижатия уплотнительного элемента присоски к поверхности захватываемого изделия и герметизации рабочей полости присоски. В насосной присоске создают давление разрежения в рабочей полости путем соединения ее с линией разрежения вакуумного насоса, а в безнасосной - изменением объема рабочей камеры.
Известны вакуумные захваты (см. А.с. №1202879, опубл. в БИ №1, 1986 г., А.с. №1540177, опубл. в БИ №1, 1989 г. авторов Сысоева С.Н., Черкасова Ю.В. и пат. РФ №2073601, опубл. БИ №5, 1997 г.авторов Сысоева С.Н., Черкасова Ю.В., Мокеевой Е.В., Глушкова А.А.), включающие насосный вакуумный захват. Рабочая полость вакуумного захвата выполнена соединенной пневмолинией через распределительную аппаратуру либо с линией разрежения, либо с линией избыточного давления воздуха.
Выполнение функций захвата и отпускания изделия управляется системой управления. Данные устройства сложны по конструкции, управлению и имеют невысокое быстродействие выполнения операций, так как предусматривают применение вакуумных насосов, компрессорных установок, распределительной и управляющей аппаратуры.
Известны вакуумные захваты (см. патент РФ №2256549 МПК B25J 15/06, опубл. в Бюл. №20, 2005 г. авторов Сысоева С.Н., Жирова М.Ю.), имеющие безнасосный вакуумный захват (присоску), выполненную из корпуса и уплотнительного элемента, образующих рабочую полость. Рабочая полость присоски соединена с атмосферой через управляемый клапан.
Захват производят путем подведения приводом уплотнения безнасосной присоски к захватываемой поверхности изделия, герметизации рабочей полости присоски поверхностью захватываемого изделия, уменьшением, а затем увеличением объема рабочей камеры присоски.
Отпускание изделия производят путем соединения с атмосферой пневмолинии через распределитель.
Данное устройство обладает низким быстродействием и надежностью работы. Уменьшение, а затем увеличение объема рабочей камеры не включает изменение объема пневмолинии соединения ее с атмосферой. Полость пневмолинии, являясь «паразитной» и не позволяет при захвате изделия организовать вытеснение максимально возможного объема воздуха из рабочей камеры захвата, что снижает надежность захвата. Кроме этого, быстродействие выполнения функции отпускания захватом изделия, надежность выполнения данной операции зависят от возможности реализации максимального расхода воздуха через пневмолинию. Однако с увеличением расхода увеличивается объем «паразитной» полости, что отрицательно влияет на характеристики работы вакуумной захватной головки.
Известны вакуумные захваты (см. патент РФ №2304505 МПК B25J 15/06, опубл. 20.08.2007 г. авторов Сысоева С.Н., Бакутова А.В., Прохорова А.В. и патент РФ №2370359 МПК B25J 15/06,. опубл. 20.10.2009 г. авторов Сысоева С.Н., Бакутова А.В., Приведенца И.А.), выполненные в виде безнасосного вакуумного захвата с рычажным механизмом разгерметизации рабочей камеры путем отведения уплотнительного элемента от поверхности захваченного изделия. Данные устройства имеют ограниченную область применения, так как для выполнения функций требуется организация их силового взаимодействия с рабочей, поверхностью, на которую устанавливают изделие.
Наиболее близким из аналогов является вакуумный захват (см. патент. РФ №2312762 МПК B25J 15/06, опубл. 20.12.2007 г. авторов Сысоева С.Н., Приведенца И.А.). Выполнение в данном устройстве механизма разгерметизации в виде рычага с инерционной массой позволяет выполнить функцию отпускания изделия без силового взаимодействия с рабочей поверхностью, что расширяет область его применения. Однако для выполнения функций требуется организация ускорения торможения захватного устройства, что не позволяет выполнить операцию отпускания изделия в его статическом положении.
Данное устройство, использующее для выполнения функции отпускания изделия механизмы отведения уплотнительного элемента от поверхности изделия, начиная с периферии, имеет ограниченную область применения, так как требует специальных условий функционирования.
Задачей предлагаемой полезной модели является расширение области применения вакуумного захвата за счет снятия специальных условий функционирования.
Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом устройстве, включающем корпус, на котором для образования с поверхностью захватываемого изделия рабочей камеры закреплена безнасосная присоска с уплотнительным элементом, и приводной механизм отведения уплотнительного элемента от поверхности изделия, уплотнительный элемент выполнен в виде подпружиненной в сторону рабочей камеры хлопающей мембраны, а приводной механизм выполнен в виде биметаллической пластины с нагревательным элементом, одним концом закрепленной на корпусе, а другим - на уплотнительном элементе.
Устройство (см. фиг.) состоит из корпуса 1, на котором закреплен уплотнительный элемент 2, выполненный в виде хлопающей мембраны, подпружиненной пружиной 3 в. сторону захватываемого изделия 4, установленного на рабочей поверхности 5. На корпусе 1 закреплен механизм отведения уплотнительного элемента от поверхности захватываемого изделия, выполненный в виде биметаллической ' пластины 6 с нагревательным элементом, управляемый системой управления 7.
Устройство работает следующим образом. В исходном, положении (фиг.а) захват располагается над поверхностью захватываемого изделия 4. Нагревательный элемент отключен от энергопитания и уплотнительный элемент образует полость, расположенную в направлении захватываемого изделия.
По команде «взять изделие» (фиг.б) перемещают уплотнительный элемент 2 безнасосной присоски на захватываемую поверхность изделия 4, происходит герметизация рабочей полости присоски поверхностью захватываемого изделия 4 и дальнейшее перемещение приводит к уменьшению рабочей полости присоски и вытеснению из нее воздуха. При подъеме устройства выполняется захват и удержание присоской изделия (фиг.в).
Для выполнения функции «отпустить изделие» (фиг.г) поступает команда из системы управления. Включается энергопитание нагревательного элемента. Повышение температуры биметаллической пластины приводит, к ее деформации и силовому воздействию на уплотнительный элемент, изгибающее и отводящее его от поверхности изделия. Происходит разгерметизация рабочей камеры и выполняется функция отпускания изделия.
При выключении нагревательного элемента в результате понижения величины температуры биметаллическая пластина, занимает исходное положение, что приводит к перемещению уплотнительного элемента в исходное положение (фиг.а).
Данное устройство отличается универсальностью, расширяющей. область его применения путем автоматизации процессов захвата и отпускания изделий.
В лаборатории СКБ «Поиск» Владимирского государственного университета проводились испытания предлагаемого устройства. Исследования подтвердили его работоспособность и эффективность.