ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ЗАХВАТНЫЙ АГРЕГАТНЫЙ МОДУЛЬ

Предлагаемое устройство относится к области машиностроения, роботостроения и может применяться при захвате и транспортировке изделий электромагнитными захватами. Наиболее эффективная область применения является работа с плоскими листовыми изделиями.
В современном автоматизированном производстве цикловые промышленные роботы, работающие с использованием электромагнитных захватов, выполнение функции «взять» изделие осуществляют следующим образом. Из центральной системы управления поступает команда на опускание захвата в направлении изделия. Соответствующим приводом перемещается захват в направлении изделия. При достижении заданного положения срабатывает датчик, информационный сигнал с которого поступает в центральную систему управления. Затем подается команда на захват изделия и включается электромагнитный захват. С задержкой времени далее из центральной системы управления подается команда на выполнение функции подъема электромагнитного захвата с изделием.
Известно устройство контроля захвата листовой заготовки рукой промышленного робота (см. №925624, кл., B25J 15/00, бюл. №17, 07.05.1982.). Конструктивное исполнение устройства обеспечивает требуемую работу по захвату листовой детали за счет применения бесконтактного магнитоуправляемого датчика наличия заготовки закрепленного на захвате руки промышленного робота соединенный с системой управления. При этом настройка датчика информационных сигналов с помощью микрометрических винтов относительно плоскости захвата листовой заготовки приводит к сложности конструкции. Недостатком данного устройства является большое количество управляющих сигналов и отсутствие контроля наличия изделия.
Известно устройство (см. патент №1379108, кл., B25J 15/06, 07.03.1986) в котором электромагнитный захват преимущественно для круг деталей, содержащий разомкнутый магнитопровод с обмоткой подключенный через датчик тока дополнительно снабженным выпрямителем и ключ к источнику питания переменного тока, электромагнитный захват недостатком которого является большое количество управляющих сигналов, сложность конструкции, отсутствие датчика наличия изделия.
Известно устройство (см. патент №1440708, кл., B25J 15/06, 1987, Дудкин Н.В., Поляков В.В.), выполненное из электромагнитного захвата, содержащий П-образный магнитопровод и катушку возбуждения с сердечником, установленным с возможностью осевого перемещения, датчик момента касания наличия детали в захвате и наконечника. Конструктивное исполнение устройство позволяет осуществлять контроль захвата изделия.
Однако осуществление работы электромагнитного захвата выполняется за счет аппаратуры коммутации, которая снижает надежность и быстродействие работы захвата.
Наиболее близким по технической сущности из известных является устройство (см. патент №116086, «Электромагнитный захватный агрегатный модуль», МПК B25J 5/06, опубл. 20.05.2012 г., Сысоев С.Н., Черкасов Ю.В., Претека Н.В., Шабаев В.А.), содержащий электромагнитный захват, выполненный виде П-образного магнитопровода, на разных полюсах которого расположены первичная и вторичная обмотки, электромагнитный захват закреплен на подвижном рабочем органе привода его подъема и опускания, выполненном в виде соленоида, якорь которого подпружинен в сторону выталкивания, а силовая обмотка соединена через ключ с источником питания и через выключатель с вторичной обмоткой электромагнитного захвата. Данное устройство обладает простотой конструкции, повышенным быстродействием, адаптацией к требуемому ходу электромагнитного захвата. Кроме этого упрощается система управления путем сокращения сигналов управления.
Однако использование в качестве приводного механизма соленоида ограничивает ход перемещения электромагнитного захвата и таким образом ограничивает область применения устройства в целом.
Задачей полезной модели является расширение области применения устройства путем увеличения величины хода перемещения подвижного рабочего органа.
Поставленная задача достигается тем, что в электромагнитном захватном агрегатном модуле, содержащем электромагнитный захват, закрепленный на подвижном рабочем органе привода его подъема и опускания, и выполненный виде П-образного магнитопровода, на разных полюсах которого расположены первичная и вторичная обмотки, причем первичная обмотка соединена с энергопитанием переменного электрического тока, а вторичная обмотка соединена с энергопитанием привода подъема захвата, привод включает электродвигатель постоянного тока, силовая обмотка которого соединена с первичной и вторичной обмотками через выпрямители и разделительные диоды, организующие разнополярное питание электродвигателя.
Пример реализации предлагаемого устройства показан на чертеже (поз, а).
Электромагнитный захватный агрегатный модуль представляет собой устройство агрегатно-модульного типа, состоящее из системы двух приводов: электромагнитного захвата и привода его подъема и опускания, включающего электродвигатель постоянного тока.
Устройство состоит из электромагнитного захвата 1, закрепленного на подвижном рабочем органе 2 с нормально замкнутым датчиком 3 верхнего конечного положения. Выходной вал электродвигателя 4 соединен с подвижным рабочим органом через передачу шестерня-рейка. Силовая обмотка электродвигателя соединена с энергопитанием через кнопку 5, выпрямители 6 и 7, ключ 8, разделительные диоды 9 и 10. Электромагнитный захват выполнен в виде П-образного магнитопровода, на разных концах которого расположены первичная 11 и вторичная 12 обмотки, с функцией повышающего трансформатора при замыкании магнитопровода изделием 13.
Электромагнитный захватный агрегатный модуль работает следующим образом.
В исходном положении (чертеж поз., а) электромагнитный захват занимает крайнее верхнее положение при котором включен датчик 3, а контакт QS1 разомкнут. Ключ 8 - в положении 0 и энергопитание отключено.
При подаче команды «взять» изделие 13 (чертеж поз., б) ключ 8 и кнопку 5 замыкают. При этом появляется энергопитание переменного тока на первичной обмотке 11 и через, выпрямитель 7 и диод 9, энергопитание постоянного тока на силовой обмотке электродвигателя 4. Выполняется процесс опускания подвижного рабочего органа 2 и срабатывает датчик 3, замыкаются контакты QS1. Выключают кнопку 5.
При походе к изделию и касании торцевых поверхностей П-образного магнитопровода изделие 13 замыкает магнитное поле на концах магнитопровода. Выполняется функция захвата изделия 13. Во вторичной обмотке возникает электрическое напряжение большей величины, чем в первичной.
Электрическое напряжение с вторичной обмотки 12 подается на силовую обмотку электродвигателя через выпрямитель 6 и диод 10. Причем энергопитание электродвигателю подается в полярности противоположной первоначальному, так как диод 9 запирается более высоким напряжением с выпрямителя 6. Это приводит к торможению ротора электродвигателя и реверсированию направления его вращения. Выполняется функция подъема изделия перемещением подвижного рабочего органа вверх.
При достижении крайнего верхнего положения (чертеж поз., в) включается датчик 3, размыкается контакт QS1, отключая энергопитание электродвигателя. Останавливается подвижный рабочий орган и функция опускания, захвата и подъема изделия заканчивается.
Функция отпускания изделия осуществляется путем размыкания ключа 8. Отключается энергопитание электромагнитного захвата, приводящее к снятию усилия удержания изделия.
Таким образом, данное устройство расширяет области применения устройства путем увеличения величины хода перемещения подвижного рабочего органа, сохраняя высокое быстродействие за счет одного сигнала управления на выполнение функции «взять» изделие, а также автоматическое выполнение требуемой величины хода электромагнита, возможность контроля выполнения функции «взять» изделие. Если изделие по какой-то причине не будет захвачено или прекратится его контакт с магнитопроводом, то электромагнитный захват не займет свое крайнее верхнее положение.
В лаборатории автоматизации технологических процессов Владимирского государственного университета имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых Владимирского государственного университета создан макет электромагнитного захватного агрегатного модуля, натурные испытания которого показали его работоспособность и эффективность.