СХВАТ СБОРОЧНОГО РОБОТА ДЛЯ УСТАНОВКИ ПЛАТ

Устройство относится к области робототехники и служит для автоматизированной установки плоских элементов в изделие, например, при сборке системного блока персонального компьютера.
Аналогом предполагаемого изобретения является схват [1], имеющий клинорычажный механизм, включающий корпус, привод, два двуплечих подпружиненных рычага, шарнирно установленных в корпусе и несущих губки на одних концах, а другими связанные с конечным элементом привода.
К недостаткам данного схвата относится невозможность установки собираемых элементов в труднодоступных местах, поскольку губки занимают значительное место. Кроме того, данный схват не позволяет досылать деталь по месту штатного положения.
Прототипом предлагаемого устройства следует считать адаптивный схват сборочного робота для установки печатных плат [2], содержащий корпус с двумя закрепленными на нем подвижными рычагами с роликами на передних концах. Рычаги установлены под углом друг к другу с возможностью контакта роликов с собираемой платой, их вращения и сдвига вместе с подпружиненными рычагами в ту или иную сторону. Механизм зажима включает два подпружиненных с задних торцов ползуна, расположенных параллельно друг другу и несущих на передних концах зажимные губки с возможностью их сдвига назад при загрузке платы и последующей досылки платы роликами.
Данный адаптивный схват также имеет существенные недостатки, а именно: зажимные губки расположены на лицевой стороне платы и также занимают рабочее пространство платы с возможностью повреждения ее элементов. Схват не обеспечивает точную фиксацию относительно торцов платы, которые представляют собой технологические сборочные базы. Кроме того, адаптивный схват конструктивно настроен только на один типоразмер собираемого изделия.
Целями предполагаемого изобретения являются повышение точности базирования с использованием торцов платы, экономию ее рабочего пространства и
обеспечение возможности настройки схвата на различные типоразмеры собираемого объекта.
Данная цель достигается тем, что у предлагаемого схвата для установки плат зажимные губки выполнены в виде роликов с рабочей частью из эластичного материала с направляющими канавками и осями вращения, перпендикулярными плоскости платы. Ползуны имеют индивидуальные пружины, расположенные в обоймах, прикрепленных к подпружиненным в угловом направлении поворотным секторам с осями вращения, смонтированными с возможностью регулирования их положения относительно корпуса схвата и перпендикулярными плоскости платы. Кроме того, ползуны и рычаги имеют регулируемые ограничители их углового положения относительно корпуса схвата, рабочая часть роликов рычагов выполнена из эластичного материала и имеет направляющие канавки для фиксации платы, а на концах ползунов установлены упоры с прокладками из эластичного материала.
Конструкция предлагаемого схвата сборочного робота для установки плат поясняется чертежами. На фиг.1 приведен общий вид схвата в плане. На фиг.2 и 3 представлены разрезы, соответственно, через ось поворотного сектора и через ось ролика ползуна, на фиг.4 - вид по стрелке А с обратной стороны корпуса, а на фиг.5 - разрез через ось ролика рычага.
На фиг.1 приведена плата 1, которая контактирует с роликами ползунов 15 и роликами рычагов 7. Торцы платы охватываются направляющими канавками роликов. Корпус схвата 2 смонтирован на руке робота. Каждый ползун 3 входит в направляющую обойму 4, в которой расположена пружина 5, упирающаяся одним концом в бурт ползуна, а другим - во внутренний торец обоймы. Ползуны и рычаги имеют регулируемые ограничители их углового положения относительно корпуса платы, соответственно, 10 и 9.
Каждая обойма расположена на поворотном секторе 18, опорная часть которого представляет собой скобу 12 (фиг.2). Через отверстия скобы проходит ось поворота 11. Данная ось размещена в другой скобе 13, жестко соединенной с корпусом схвата 2. На оси 11 установлена пружина кручения 21, которая одним своим концом
закреплена в скобу поворотного сектора 12, а другим в неподвижную скобу 13, обеспечивая усилие зажима в направлении торца платы. Скоба 13 (фиг.4) установлена в корпусе 2 с возможностью регулирования своего положения, частности, посредством сдвига в пазах корпуса и последующего закрепления винтами 14. Ролик ползуна 15 (фиг.3) имеют рабочую часть из эластичного материала, например, резины. Он установлен на оси 16. На конце ползунов имеются упоры 17 с прокладками из эластичного материала 22 для обеспечения контакта с блоком изделия, в котором собираются платы.
Рычаги 6 (фиг.1 и 5) имеют возможность изменения углового положения относительно корпуса cхвата 2, поскольку они смонтированы на осях 19. Ролики рычагов 7 установлены на осях 20 рычагов. Рабочая часть роликов имеет канавки для точной фиксации платы в осевом направлении. Рычаги соединены между собой пружиной 8.
Схват работает следующим образом. При выдвижении руки робота к кассете с платами направляющие канавки роликов рычагов 15 за счет пружины кручения плотно контактируют с торцами платы. Другим своим торцом плата входит в направляющие канавки роликов рычагов, чем обеспечивается точность положения платы по отношению к координатной системе сборочного робота. Робот перемещает плату в зону сборки. При этом упоры 17 с эластичными прокладками 22 упираются в блок собираемого изделия. При дальнейшем выдвижении руки робота в осевом направлении ползуны за счет деформации пружин 5 уходят назад и ролики рычагов посредством усилия, создаваемого пружиной 8, досылают плату на место установки. При погрешности позиционирования руки робота относительно собираемого блока за счет усилия, создаваемого в раструбах ловителя собираемого блока, и возможности изменения углового положения рычагов и ползунов, применения базирующих опор качения и эластичного материала для образования рабочих канавок у всех роликов плата вместе со cхватом имеют возможность компенсации своего положения. Поэтому устанавливаемая плата легко входит в изделие и занимает в нем штатное положения. При сборке обеспечивается возможность
компенсации погрешности положения платы в горизонтальной плоскости в пределах 2,5 мм и в вертикальной плоскости в пределах 0,3 мм.
Проведенный анализ уровня техники по патентам и научно-техническим источникам не позволил обнаружить аналог данного устройства со всеми его новыми техническими признаками. Конструкция предлагаемого схвата достаточно проста для практической реализации. Таким образом, данная заявка соответствует требованиям по изобретательскому уровню и промышленной применимости согласно действующего законодательства.
Источники известности
1. Схват робота. Патент РФ 2022780. Кл. В 251 15/00
2. Адаптивный схват сборочного робота для установки печатных плат. Патент на полезную модель №52758.