ЗАХВАТНЫЙ МЕХАНИЗМ

Предлагаемая полезная модель относится к области сборочной робототехники, а именно к устройствам для установки втулок в отверстия.
В настоящее время захватные механизмы для промышленных роботов, аналогичные предлагаемому, известны. К ним относится, в частности, описанное в книге Ю.Г.Козырева «Промышленные роботы: Справочник. - М.: Машиностроение, 1983» на стр.160 и показанное на рис.42, в. Оно содержит корпус, соединяемый с выходным валом руки робота, параллельные рабочие губки, связанные с тягой через рычажный механизм, пневмопривод, перемещающий тягу и через нее сжимающий - разжимающий губки. При работе устройства - аналога, рука робота перемещает его к захватываемой втулке, пневмоцилиндр через тягу сжимает губки, затем рука робота опускает захватный механизм так, чтобы губки оказались внутри (в отверстии) втулки. После этого пневмоцилиндр через тягу губки разжимает, тем самым захватывая втулку, и рука робота перемещает захватный механизм к отверстию, в которое должна быть установлена втулка, и осуществляет сборку. Устройство - аналог имеет весьма простую конструкцию, однако установка втулки в отверстие с его помощью зачастую бывает затруднена из-за того, что даже при точном перемещении руки робота, оно захватывает втулку неточно. Причина в том, что рычажный механизм, связывающий тягу с губками, имеет много сочленений с зазорами, и сама тяга установлена в направляющих с зазором. Это приводит к тому, что даже одна и та же втулка может быть зажата захватным механизмом по-разному, с теми или иными зачастую значительными погрешностями. В результате, установка втулки в отверстие может не осуществиться - втулка упрется в кромку отверстия.
Вместе с тем, существует захватный механизм для промышленных роботов, принятый нами за прототип, с помощью которого установка втулки в отверстие осуществима, даже если втулка будет захвачена губками со значительными погрешностями.
Захватный механизм - прототип описан также в книге Ю.Г.Козырева «Промышленные роботы: Справочник». - М.: Машиностроение, 1983», на стр.173 и показан на рис.53. Он содержит корпус и соединенные с ним гидроцилиндр (на рисунке не изображен) с силовым штоком и подпружиненные шарнирно закрепленные губки, рабочий шток, выполненный с возможностью перемещения по размещенным в корпусе направляющим скольжения (с зазором), и шаровую опору, на которой направляющие закреплены в корпусе.
При использовании прототипа рука робота, на которой он устанавливается, сверху опускается на втулку. Втулка разжимает подпружиненные губки и оказывается между ними. При этом она захватывается губками. Затем рука робота перемещается в положение, при котором втулка оказывается над отверстием, в которое она должна быть установлена. Далее включается гидроцилиндр и выдвигает свой силовой шток. Силовой шток нажимает на рабочий шток, а тот выталкивает втулку из губок и вводит ее в отверстие, в которое ее следует установить. Втулка своей фаской или установочным конусом взаимодействует с кромкой отверстия, самоцентрируется и входит в отверстие. Рабочий шток вместе с направляющими скольжения немного поворачивается на шаровой опоре, не препятствуя самоцентрированию втулки. При этом силовой шток остается в состоянии нажатия на рабочий шток. Таким образом, установка втулки в отверстие осуществляется независимо от зазоров в механизме и от того, была ли она захвачена губками с погрешностями или нет.
Механизм - прототип удобен в эксплуатации и позволяет устанавливать в отверстия любые втулки с фаской или установочным конусом на конце. Но указанные элементы втулки имеют далеко не всегда. У значительной доли втулок, применяемых в машиностроении, цилиндрическая наружная поверхность сопрягается с плоской торцевой поверхностью под прямым углом. Но если такие втулки захватывать механизмом - прототипом, то они самоцентрироваться в отверстии не будут, и введение втулки в отверстие может оказаться невозможным из-за того, что, втулка в кромку отверстия упрется.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание захватного механизма, который обеспечивает установку в отверстие втулок как имеющих, так и не имеющих фасок или установочных конусов. Иначе говоря, - повышение точности захвата втулки захватным механизмом.
Достигается решение задачи за счет того, что захватный механизм содержит корпус и соединенные с ним гидроцилиндр с силовым штоком и подпружиненные губки, а также рабочий шток, выполненный с возможностью перемещения по размещенным в корпусе направляющим скольжения, при этом первый конец рабочего штока снабжен конусом, выполненным с возможностью взаимодействия с губками, губки закреплены на пружинных параллелограммах, конец силового штока снабжен толкателем, выполненным в виде стакана с дном и крышкой с возможностью перемещения внутри корпуса и взаимодействия крышки со вторым концом рабочего штока, между крышкой и вторым концом рабочего штока установлена пружина, направляющие выполнены в виде цанги, причем дно стакана выполнено с возможностью взаимодействия с хвостовиком цанги.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется фигурой, на которой приведена конструктивная схема захватного механизма. Она включает в себя корпус 1, гидроцилиндр 2 с силовым штоком 3, соединенный с корпусом 1, рабочий шток 4, выполненный с возможностью перемещения по направляющим скольжения, представляющим собой цангу 5, размещенную в корпусе 1, губки 6, закрепленные на корпусе 1 на пружинных параллелограммах 7, выполненные с возможностью взаимодействия с конусом 8, представляющим собой первый конец рабочего штока 4, толкатель 9, которым снабжен конец силового штока 3, выполненный в виде стакана с дном 10 и крышкой 11 с возможностью перемещения внутри корпуса 1 и взаимодействия крышки 11 со вторым концом 12 рабочего штока 4 через пружину 13, установленную между концом 12 штока 4 и крышкой 11. Дно 10 стакана-толкателя 9 при этом выполнено с возможностью взаимодействия с хвостовиком 14 цанги 5, а в стенках тела цанги выполнены окна 15, через которые пропущены края крышки 11.
При использовании предлагаемого захватного механизма рука промышленного робота, на которой он закреплен, устанавливает его вертикально над втулкой, которую требуется захватить. Затем робот захватный механизм опускает в отверстие втулки. После этого в гидроцилиндр 2, установленный на корпусе 1, подается жидкость под давлением и силовой шток 3 начинает перемещаться вниз. Крышка 11 толкателя 9, перемещаясь в окнах 15 цанги 5, при этом через пружину 13 давит на второй конец 12 рабочего штока 4 и заставляет перемещаться его и его первый конец - конус 8. Конус 8 разжимает губки 6, установленные на параллелограммах 7 и захватывает втулку за ее отверстие. Толкатель 9 далее продолжает двигаться, сжимая пружину 13, когда дно 10 стакана-толкателя 9 нажмет на хвостовик 14 цанги 5, последняя сместиться вниз и зажмет рабочий шток 4. В результате зазор в направляющих рабочего штока будет выбран. Поскольку губки 6 закреплены на пружинных параллелограммах 7, обеспечивающих перемещение губок также без зазоров, вся процедура захвата втулки предлагаемым механизмом будет осуществлена более точно, чем с помощью прототипа. И при достаточно точном перемещении руки промышленного робота (по крайней мере, столь же точным, как и в случае прототипа) появится возможность точной установки втулки в отверстие независимо от того, имеется на ней фаска или направляющий конус или нет.