УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И ВЫДАЧИ ИЗДЕЛИЙ С ЗАДАННЫМ АДРЕСОМ

Полезная модель относится к устройствам для хранения, а также поштучной выдачи изделий с заданным адресом из кассеты с ячейками и может быть использовано в машино- и приборостроении для автоматической выдачи малогабаритных изделий, преимущественно цилиндрической формы, хранящихся после размерной сортировки в кассетах с ячейками.
Известна кассета с ячейками для хранения и выдачи стержневых изделий, содержащая несущую подставку, фиксирующие элементы с отверстиями для изделий, планку с отверстием. При этом планка установлена с возможностью перемещения для совмещения ее отверстий с соответствующими отверстиями фиксирующих элементов (Авт. свид. СССР №848411, кл. В65D 85/24, 1981 г.).
Недостатком указанного устройства является сравнительно небольшие технологические возможности при продолжительном хранении измеренных и рассортированных изделий с необходимостью запоминания их расположения, "адреса" в кассете с последующей автоматизированной поштучной выдачей, например, на автоматических сборочных комплексах, гибких производственных системах, автоматических линиях. Причиной ограниченности технологических возможностей кассеты является отсутствие в ее составе устройств, обеспечивающих продолжительное хранение изделий, предохранение от случайного выпадания изделий из кассеты, а также поштучную автоматическую выдачу изделий в соответствии с заданным адресом их расположения.
Наиболее близким техническим решением является устройство для хранения изделий (Патент РФ №2191731, кл. В65G 1/02. В65D 85/24, 2002 г.), содержащее ячейки для изделий, выходные отверстия которых
снабжены затвором, содержащим фиксирующие планки с отверстием, установленные в пазах, выполненных в основании с возможностью осевого перемещения для избирательного открытия затвора отверстий ячеек, при этом один конец каждой фиксирующей планки скреплен со штоком соответствующего пневмопривода осевого перемещения, который смонтирован соосно планке и связан с блоком управления и источником сжатого воздуха.
Здесь обеспечивается выдача изделий с заданным адресом и повышается удобство эксплуатации за счет автоматизации перемещения фиксирующих планок затворов посредством пневмоприводов и фиксации их положения. Кроме того повышается надежность за счет применения в конструкции устройства защиты входного отверстия ячейки от попадания нештатных предметов и в выполнении затвора в виде сходящихся, расходящихся створок, выполненных на фиксирующих планках. Однако удобство эксплуатации и технологические возможности такого устройства ограничиваются возможностью выдачи сравнительно небольшого количества загруженных в него изделий и требует частой дополнительной их поштучной загрузки, которая выполняется оператором вручную. Для увеличения количества подлежащих хранению и выдаче изделий за один технологический цикл требуется значительное увеличение габаритных размеров основания, в котором размещены ячейки с изделиями, и, соответственно, количества пневмоприводов фиксирующих планок и других функциональных элементов, что приведет к существенному усложнению конструкции, а, следовательно, к снижению надежности устройства в целом. Кроме того данное устройство может обеспечить выдачу изделий только вверх и в различных местах поверхности основания, что требует для их удаления из рабочей зоны и переноса в накопитель применения дополнительного манипуляционного устройства или использование ручного труда оператора, а это существенно снижает технологические возможности устройства. Принятое в конструкции неполное перекрытие отверстий ячеек
сверху затвором, образованным двумя створками, закрепленными на продольной и поперечной фиксирующих планках, не исключает возможность попадания в пустые ячейки нештатных предметов с меньшими габаритными размерами, чем изделие, что также снижает надежность устройства.
Технический результат полезной модели заключается в расширении технологических возможностей за счет существенного увеличения объема загружаемых в устройство изделий, возможности расширения ассортимента изделий, подлежащих адресной выдаче и одновременно находящихся в подкассетнике, а также исключении необходимости в продолжительной остановке устройства при его загрузке или дозагрузке изделиями; в повышении надежности за счет уменьшения количества приводов, используемых в устройстве, исключения возможности попадания в гнезда и отверстия с изделиями нештатных предметов, когда устройство находится в рабочем режиме; в повышении удобства эксплуатации за счет выдачи всех изделий в одно, заранее известное место, а также благодаря применению более простого и удобно расположенного затвора, который не требует открытия перед загрузкой каждого изделия и тем самым упрощает сам процесс загрузки.
Указанный технический результат достигается тем, что известное устройство для хранения и выдачи изделий с заданным адресом, содержащее основание, несущую подставку, кассету с ячейками для изделий, выходные отверстия которых снабжены затвором, содержащим фиксирующую планку с отверстием, установленную в пазе, выполненном в основании с возможностью осевого перемещения для избирательного открытия затворов выходных отверстий ячеек, при этом один конец фиксирующей планки скреплен с выходным штоком пневмопривода осевого перемещения, который смонтирован соосно фиксирующей планке и связан с блоком управления и источником сжатого воздуха, в соответствии с предлагаемой полезной моделью, основание имеет форму плиты с рабочей поверхностью, снабженной двумя боковыми направляющими, на которую установлена
несущая подставка, выполненная в виде подкассетника со сквозными отверстиями для изделий, диаметр, количество, расположение которых совпадают с выходными отверстиями ячеек кассеты, размещенной на подкассетнике, смонтированном с возможностью перемещения в боковых направляющих с постоянным контактом его нижней поверхности с рабочей поверхностью основания посредством первого пневмопривода, причем верхняя поверхность фиксирующей планки, расположена в одной плоскости с рабочей поверхностью основания, образуя с ним затвор для всех отверстий подкассетника и совмещенных с ними выходных отверстий ячеек кассеты, при этом фиксирующая планка установлена с возможностью перемещении перпендикулярно направлению перемещения подкассетника посредством второго пневмопривода, а также с возможностью совмещения ее отверстия с каждым отверстием подкассетника по заданному блоком управления адресу для избирательного открытия затвора соответствующего отверстия и приема изделия из подкассетника с последующим его переносом для выдачи в приемный канал, который размещен в пазе основания с возможностью соосного совмещения с отверстием фиксирующей планки, первый и второй пневмопривода выполнены в виде цифровых пневмоприводов двухстороннего действия с возможностью перемещения их выходных штоков с шагом, равным межосевому расстоянию каждого ряда отверстий подкассетника, а также с шагом, равным половине этого расстояния, при этом цифровые пневмопривода смонтированы с возможностью обеспечения шагового возвратно-поступательного перемещения фиксирующей планки и подкассетника, скрепленных с выходным штоком соответствующего цифрового пневмопривода, установленного соосно им, и связаны с блоком управления и источником сжатого воздуха.
Отличиями заявляемого устройства является его конструктивное исполнение, при котором его основание имеет форму плиты с рабочей поверхностью, снабженной двумя боковыми направляющими, на которую установлена несущая подставка выполненная в виде подкассетника со
сквозными отверстиями для изделий, диаметр, количество, расположение которых совпадают с выходными отверстиями ячеек кассеты, размещенной на подкассетнике, что позволяет существенно увеличить объем загружаемых в устройство изделий, а также расширить ассортимент изделий, подлежащих адресной выдаче и одновременно находящихся в подкассетнике. Причем исключается необходимость в продолжительной остановке устройства при его загрузке или дозагрузке изделиями посредством кассеты, благодаря их постоянному, необходимому запасу в подкассетнике.
Выполнение монтажа подкассетника с возможностью перемещения в боковых направляющих с постоянным контактом его нижней поверхности с рабочей поверхностью основания посредством первого пневмопривода, причем верхняя поверхность фиксирующей планки расположена в одной плоскости с рабочей поверхностью основания, образуя с ней затвор для всех отверстий подкассетника и совмещенных с ними выходных отверстий ячеек кассеты, при этом фиксирующая планка установлена с возможностью совмещения ее отверстия с каждым отверстием подкассетника по заданному блоком управления адресу для избирательного открытия затвором соответствующего отверстия и приема изделия из подкассетника с последующим его переносом в приемный канал, который размещен в пазе основания с возможностью соосного совмещения с отверстием фиксирующей планки, делает возможным осуществлять выдачу всех изделий в одно, заранее известное место. Кроме того, благодаря применению более простого и удобно расположенного затвора, который не требует открытия перед загрузкой каждого изделия в отверстия подкассетника, существенно упрощается процесс загрузки изделий, а также исключается возможность попадания в гнезда и отверстия с изделиями нештатных предметов, когда устройство работает в режиме выдачи изделий.
Выполнение первого и второго пневмоприводов в виде цифровых пневмоприводов двухстороннего действия с возможностью перемещения их выходных штоков с шагом, равным межосевому расстоянию каждого ряда
отверстий подкассетника, а также с шагом, равным половине этого расстояния, при этом цифровые пневмоприводы смонтированы с возможностью обеспечения шагового возвратно-поступательного перемещения фиксирующей планки и подкассетника, скрепленных с выходным штоком соответствующего цифрового пневмопривода, установленного соосно им, и связаны с блоком управления и источником сжатого воздуха, позволяет автоматически перемещать подкассетник и фиксирующую планку для открытия затвора отверстия с требуемым изделием, так и при выдаче изделия с заданным адресом. При этом уменьшается количество приводов, используемых в устройстве.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами конструкции устройства для хранения и выдачи изделий с заданным адресом и его цифровых пневматических приводов.
На фиг.1 изображена конструкция устройства, вид в плане (местный разрез расположен по верхней поверхности подкассетника); на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3-вид Б на фиг.1 в случае, когда устройство находится в одном из рабочих состояний; на фиг.4 - конструкция основания устройства с фиксирующей планкой и ее пневмоприводом; на фиг.5 - конструкция цифрового пневмопривода с четырьмя пневмоцилиндрами в исходном положении; на фиг.6 - конструкция цифрового пневмопривода в рабочем состоянии, когда поршни всех пневмоцилиндров находятся в конечном положении.
Устройство для хранения и выдачи изделий с заданным адресом содержит основание 1 (фиг.1, 2, 3 и 4), имеющее форму плиты, рабочая поверхность В которой снабжена двумя боковыми направляющими 2, скрепленными с ней (например, сваркой или винтовым соединением). На основании 1 в направляющих 2 установлена несущая подставка, выполненная в виде подкассетника 3 со сквозными отверстиями 4 для изделий 5 или контейнеров с изделиями 5 (на фиг.2 и 3 показаны пунктиром). На подкассетнике 3 размещена кассета 6 для накопления и хранения изделий
5, которая может быть постоянной или сменной. Взаиморасположение подкассетника 3 и кассеты 6 фиксируется посредством не менее двух штифтов 7 (допускается фиксирование каким-либо другим известным способом). Кассета 6 содержит ячейки 8 для изделий 5, расположенные продольными Г и поперечными Д рядами с одинаковым межосевым расстоянием ℓ и снабжена съемной крышкой (не показана) для предохранения от нештатного выпадания изделий 5 из ячеек 8. Причем диаметр отверстий 4 подкассетника 3, их количество, оси и расположение рядов совпадают с соответствующими параметрами выходных отверстий ячеек 8, что обеспечивает возможность свободного перемещения изделий 5 из кассеты 6 в подкассетник 3 за счет их собственного веса. Количество изделий 5, которое может разместиться в подкассетнике 3, зависит от его высоты и определяется возможностью бесперебойной работы устройства в случае, когда необходимо сменить или заполнить новыми изделиями 5 кассету 6.
Подкассетник 3 установлен с возможностью продольного перемещения в боковых направляющих 2 при постоянном контакте его нижней поверхности Е с рабочей поверхностью В основания 1 посредством первого пневмопривода 9, с выходным штоком 10 которого он связан. Для этого длина рабочей поверхности В основания 1 должна быть не менее двух максимально возможных перемещений подкассетника 3. Причем направление перемещения подкассетника 3 совпадает с направлением продольных рядов Г отверстий 4 подкассетника 3. Посредине основания 1 перпендикулярно его боковым направляющим 2 выполнен паз 11, в котором установлена фиксирующая планка 12 с отверстием 13, расположенным на ее оси и предназначенным для приема и размещения одного изделия 5. Длина фиксирующей планки 12 должна быть не менее двух поперечных размеров подкассетника 3, а ширина - не менее межосевого расстояния ℓ, причем ее верхняя поверхность Ж расположена в одной плоскости с рабочей поверхностью В основания 1, образуя с ней затвор 14 (на фиг.4 показан
штрихпунктирным прямоугольным контуром) для всех отверстий 4 подкассетника 3 и опосредованно для выходных отверстий ячеек 8 кассеты 6. Кроме того фиксирующая планка 12 соосно связана с выходным штоком 10 второго пневмопривода 15, посредством которого обеспечивается возможность ее перемещения перпендикулярно направлению перемещения подкассетника 3 и совпадающим с направлением поперечных рядов Д отверстий 4 подкассетника 3. Дополнительно в пазе 11 размещен приемный канал 16 для приема и выдачи изделий 5, который расположен за пределами рабочей поверхности В основания 1, на расстоянии не менее 1,5ℓ от первого (ближайшего) продольного ряда Г и его ось совпадает с осью отверстия 13 фиксирующей планки 12, когда она находится в исходном положении.
3
Каждый пневмопривод 9 и 15 выполнен в виде цифрового пневмопривода (может быть использован поршневой однокорпусной цифровой пневмопривод, приведенный в кн. Робототехнические системы в сборочном производстве / Е.В.Пашков [и др.]; под ред. Е.В.Пашкова. - Киев: Вища школа. Головное изд-во, 1987. - с.28-29, рис.2.2,г). Если подкассетник 3 имеет одинаковое количество продольных Г и поперечных Д рядов отверстий 4, то конструкции цифровых пневмоприводов 9 и 15 могут быть одинаковыми. В рассматриваемом варианте выполнения устройства (фиг.1), когда подкассетник 3 содержит семь продольных Г и семь поперечных Д рядов отверстий 4, каждый цифровой пневмопривод 9 и 15 состоит из четырех пневмоцилиндров 17, 18, 19, 20, размещенных соосно внутри корпуса 21 и содержащих поршни 22, 23, 24, 25, снабженные упорами 26 для установки величины хода соответствующих поршней, а также общий выходной шток 10 (фиг.5 и 6). Причем величина хода поршня 23 равна межосевому расстоянию ℓ, поршня 24-2ℓ, поршня 25-4ℓ, что позволяет получить 2=8 положений входного штока 10 с шагом перемещения равным ℓ. Величина хода поршня 22 равна 0,5ℓ. Такое выполнение пневмоприводов 9 и 15 обеспечивает возможность возвратно-поступательного перемещения подкассетника 3 и фиксирующей планки 12, на требуемые расстояния с
шагом равным межосевому расстоянию ℓ, а также с шагом равным 0,5ℓ, что необходимо для их рабочих и вспомогательных перемещений. При этом пневмоцилиндры 17, 18, 19, 20 цифровых пневмоприводов 9 и 15 связаны через каналы 27 с блоком управления (не показан) и источником сжатого воздуха (не показан).
Устройство для хранения и выдачи изделий с заданным адресом работает следующим образом (фиг.1, 2, 3, 4, 5 и 6).
Первоначально осуществляется загрузка устройства посредством установки кассеты 6. При установке или смене кассеты 6 наиболее предпочтительным является положение устройства, при котором цифровые пневмоприводы 9 и 15 находятся в исходном положении (фиг.1, 2 и 5). В этом случае подкассетник 3 находится в начале основания 1, а фиксирующая планка 12 в отведенном положении и ее ось отстоит от первого поперечного ряда Д отверстий 4 подкассетника 3 на расстоянии 0,5ℓ. При этом нижняя поверхность Е подкассетника 3 постоянно соприкасается с рабочей поверхностью В основания 1, а также с верхней поверхностью Ж фиксирующей планки 12, поэтому все отверстия 4 подкассетника 3 перекрыты затвором 14. Кассета 6 устанавливается на штифты 7 подкассетника 3, что обеспечивает ее базирование и фиксирование. Затем из кассеты 6 удаляется крышка (не показана) и изделия 5, находящиеся в ее ячейках 8, перемещаются через их выходные отверстия под действием силы тяжести в соосные отверстия 4 подкассетника 3 и заполняют их, после чего устройство готово к работе.
В режиме выдачи изделий 5 с блока управления (не показан) на цифровые пневмоприводы 9 и 15 подаются команды на срабатывание в соответствии с адресом изделия 5, подлежащим выдаче (адрес определяется номером продольного Г и поперечного Д ряда, на пересечении которых в подкассетнике 3 расположено отверстие 4 с требуемым изделием 5). Вначале срабатывает первый цифровой пневмопривод 9, для чего от источника сжатого воздуха посредством элементов управления (не показаны) через
каналы 27 в корпусе 21 в полости его пневмоцилиндров 18, 19, 20 (фиг.5 и 6) избирательно подается рабочее давление для их срабатывания. В результате чего каждый из поршней 23, 24, 25, если он принадлежит сработавшему пневмоцилиндру, переместится на расстояние, установленное их упорами 26. При этом общий выходной шток 10 цифрового пневмопривода 9 выполнит рабочее перемещение подкассетника 3 в боковых направляющих 2 основания 1 равное суммарному перемещению поршней и соответствующее расстоянию между поперечным рядом Д, в одном из отверстий 4 которого находится изделие 5, подлежащее адресной выдаче, и осью фиксирующей планки 12, уменьшенному на 0,5ℓ. Таким образом этот поперечный ряд Д и ось фиксирующей планки 12 не совпадут и между ними установится промежуток равный 0,5ℓ, что необходимо для обеспечения рабочего перемещения фиксирующей планки 12 в пазе 11, при котором не будет открываться затвор 14 отверстий 4. Это перемещение выполняется посредством выходного штока 10 второго цифрового пневмопривода 15 на величину равную расстоянию между осью отверстия 13 фиксирующей планки 12 и осью продольного ряда Г отверстий 4 подкассетника 3, в одном из которых находится изделие 5, подлежащее адресной выдаче. Данное перемещение выходного штока 10 цифрового пневмопривода 15 обеспечивается перемещением поршней 22, 23, 24 и 25 с соответствующими упорами 26 его пневмоприводов 17, 18, 19 и 20, в полости которых избирательно подается рабочее давление от источника сжатого воздуха по команде от блока управления (не показаны). После этого от блока управления (не показан) поступает команда на подачу рабочего давления в полость пневмоцилиндра 17 первого цифрового пневмопривода 9, поршень 22 с упором 26 которого переместят выходной шток 10 и связанный с ним подкассетник 3 на величину 0,5ℓ и тем самым совместит его отверстие 4, в котором находится изделие 5 подлежащее адресной выдаче, с отверстием 13 фиксирующей планки 12. При этом требуемое изделие 5 выпадет в отверстие 13 и отсечет последующие изделия 5, находящееся в этом отверстии 4, а остальные
отверстия 4 подкассетника 3 будут закрыты затвором 14. Затем от блока управления (не показан) поступает команда на первый цифровой пневмопривод 9 на отвод подкассетника 3 на расстояние равное 0,5ℓ. Это срабатывание выполняется посредством возврата поршня 22 пневмоцилиндра 17 в исходное положение, что вызовет соответствующее перемещение штока 10, а, следовательно, и подкассетника 3. Далее осуществляется выдача требуемого изделия 5 в приемный канал 16. Для этого по команде от блока управления (не показан) на второй цифровой пневмопривод 15, те из поршней 22, 23, 24, 25 его пневмоцилиндров 17, 18, 19, 20, которые находились перед этим в выдвинутом положении, возвращаются в исходное положение. Связанный с ними выходной шток 10 передвинет фиксирующую планку 12 также в исходное положение, при котором ее отверстие 13 с изделием 5 совместится с приемным каналом 16, в которое выдаваемое изделие 5 переместится за счет силы тяжести. На этом цикл выдачи изделия 5 с заданным адресом завершится.
Для следующего цикла выдачи изделия 5, находящегося по другому адресу, за промежуточное исходное положение подкассетника 3 и его цифрового пневмопривода 9 допускается принимать положение, в котором они остались в конце предыдущего цикла.
Например, в случае, когда отверстие 4 с изделием 5, подлежащим выдаче из подкассетника 3 имеет адрес: четвертый поперечный ряд Д и третий продольный ряд Г (фиг.1 и 3), вначале срабатывает цифровой пневмопривод 9, и его пневмоцилиндр 20 с поршнем 25 выполняет перемещение подкассетника 3 на расстояние 4ℓ от исходного положения. Затем срабатывает второй цифровой пневмопривод 15, и его пневмоцилиндры 17, 18, 19 с поршнями 22, 23, 24 переместят фиксирующую планку 12 из исходного положения на расстояние 3,5ℓ, совместив тем самым ось ее отверстия 13 с третьим продольным рядом Г. После этого повторно срабатывает цифровой пневмопривод 9, и его пневмоцилиндр 17 с поршнем 22 перемещают подкассетник 3 на величину 0,5ℓ, то есть до совмещения
отверстия 4 с изделием 5, подлежащим адресной выдаче, с отверстием 13 фиксирующей планки 12, в которое оно выпадает. Затем осуществляется отвод подкассетника 3 посредством цифрового пневмопривода 9 на расстояние 0,5ℓ за счет возврата поршня 22 пневмоцилиндра 17 в исходное положение. Далее цифровой пневмопривод 15 отводит фиксирующую планку 12 до совмещения ее отверстия 13 с приемным каналом 16. Для этого его поршни 22, 23, 24, пневмоцилиндров 17, 18, 19 возвращаются в исходное положение, после чего происходит выдача изделия 5 с заданным адресом в приемный канал 16. Для следующего цикла выдачи изделия 5 за промежуточное исходное положение для цифрового пневмопривода 9 принимается выдвинутое положение поршня 25 пневмоцилиндра 20 (поршни остальных его пневмоцилиндров - в исходном положении), что будет соответствовать выдвинутому положению подкассетника 3 на расстоянии 4ℓ от его исходного положения на основании 1 перед началом работы устройства.
Использование предлагаемого устройства по сравнению с существующими обеспечивает существенное повышение удобства эксплуатации за счет того, что автоматизирован не только процесс выдачи изделий с заданным адресом, но и значительно упростилась загрузка изделий, подлежащих промежуточному хранению и выдаче, посредством применения подкассетника с отверстиями, имеющими большую вместимость изделий, и которые сосны ячейкам кассеты, а также благодаря более простому затвору для отверстий и ячеек, который не требует открытия перед загрузкой изделий. Применение цифровых пневмоприводов для перемещения элементов устройства, а также открытия затвора, отсутствие в конструкции элементов принудительной выдачи изделий существенно упрощает конструкцию устройства в целом и делает ее более простой и надежной в эксплуатации. Кроме того, существенно расширяются технологические возможности устройства за счет увеличения объема загружаемых изделий, возможности расширения ассортимента изделий,
подлежащих адресной выдаче и одновременно находящихся в различных отверстиях подкассетника. Значительно увеличено время непрерывной работы устройства по выдаче изделий, которая практически может осуществляться непрерывно благодаря применению в конструкции промежуточного накопителя изделий в виде подкассетника, что исключает необходимость в продолжительной остановке устройства при смене кассеты или ее перезагрузке.