Многофункциональный промышленно-измерительный комплекс

международный научный журнал «инновационная наука» УДК 62-182.2

№9/2015

ISSN 2410-6070

М.А. Худаймуратов

старший преподаватель кафедры ПСАТП

А.А. Вожжов

старший преподаватель кафедры ПСАТП Севастопольский государственный университет г. Севастополь, Российская Федерация

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРОМЫШЛЕННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС

Изобретение относится к промышленно-измерительной технике, а именно к устройствам, выполняющих одновременно технологические и измерительные операции, и может быть использовано для одновременного прецизионного измерения различных параметров (геометрических, электрических, эксплуатационных и др.) деталей.

Известны промышленные роботы в ангулярной цилиндрической системе координат, последнее координатное звено которых перемещается в вертикальном направлении поступательно [Козырев Ю.Г. Промышленные роботы: Справочник. -2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1988. - 15с.: ил.], которые содержат в захватном устройстве руки различные измерительные устройства, в том числе и измерительные головки для координатных измерений, однако для прецизионных измерений деталей они не могут быть использованы из-за соизмеримости погрешностей позиционирования и допусков измеряемых деталей.

Наиболее близким по существу предлагаемого изобретения является координатно-измерительная машина, работающая в ангулярной цилиндрической системе координат [Патент Украины N22585 А. Кл. G01 B 5/03, B25J 9/00, 1998.]. Машина содержит в качестве одной из координат закрепленный на основании с возможностью программного перемещения в вертикальном направлении стол с измеряемой деталью, дополнительный груз с измерительной головкой, закрепленной на максимальном радиусе предплечья, причем опоры плеча и предплечья и их балансировочные грузы расположены симметрично относительно общей плоскости вращения плеча и предплечья, а центр тяжести головки с дополнительным грузом находится также в этой плоскости.

Недостатками этой машины является то, что в процесс измерения происходит только одного параметра детали, стол предназначен для установки только одной детали, загрузка и разгрузка детали осуществляется вручную или при помощи других вспомогательных устройств, что в итоге снижает производительность.

Задачей предлагаемого изобретения является:

- в переналаживаемом измерительно-промышленным комплексе (ПИПК) предлагается в предплечье руки робота интегрировать вместе с захватом, предназначенным для технологических операций (загрузка, разгрузка деталей, сборочные операции) различные измерительные устройства (щуп), для выполнения сразу после технологической операции измерение геометрических параметров детали. Также встроен стол, для закрепления сразу несколько деталей и измерительные устройства, для одновременного измерения нескольких параметров деталей.

- повышение точности машины за счет уменьшения линейных перемещений робота и угловых смещений ее элементов и повышение ее производительности;

- оснащение предплечья руки робота ПИПК захватом и измерительной головкой;

- повышение производительности переналаживаемого комплекса, за счет встроенного стола с закрепленными в него несколько деталей и с дополнительными n-измерительными головками, тем самим измерять одновременно нескольких параметров деталей.

Решение данной задачи обеспечивается за счет того, что предлагаемый комплекс содержит робот, для выполнения технологических и измерительных операций и подъемно-поворотный стол с рабочими позициями, оснащенными измерительными головками, который имеет возможность программного

113

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №9/2015 ISSN 2410-6070

перемещения в вертикальном направлении. При этом измерительная головка и схват, закреплены на максимальном радиусе предплечья робота, причем плечо и предплечье оснащены балансировочными грузами, которые расположены симметрично относительно общей плоскости вращения плеча и предплечья, а центр тяжести головки с дополнительным грузом находится также в этой плоскости.

На рис.1 схематично изображен предлагаемый переналаживаемый комплекс, рис.2, рис.4 - его кинематическая схема и на рис.3 - вид сверху стола, который встроен в комплекс.

Робот ПИПК содержит основании 1, на котором закреплена стойка 2, которая служит осью вращения по ф1 для модули 3 с балансировочным грузом 4. На модуле 3 расположена стойка 5 модуля 6 вращения по ф2 с рукой 7 и с балансировочным грузом 8.

В предплечье руки 7 робота закреплен сменный блок с захватом 9 и измерительным щупом 10, которые установлены с возможностью поворота захвата 9 и щупа 10 по фз.

9 16 13 30 19 14 17

Рисунок 1 - ПИПК - Переналаживаемый измерительно-промышленный комплекс

Робот и измерительные головки ПИПК не содержат вертикальные перемещения, что повышает его точность позиционирования. Вращательные движения производятся в двух фиксированных положениях, статические погрешности учитываются и компенсируются программой управления комплексом.

Подвод и отвод к измерительным устройствам и к захвату ПИПК осуществляется при помощи стола, имеющим две степени свободы ф4 и Z. Силовая часть стола находится на его основание 11 и вертикальное перемещения по оси Z производится при помощи электропривода - М, крутящий момент из которого передается через муфту - N в зубчатое колесо 24, который находится в зацепление с рейкой 25.

Рисунок 2 - Кинематическая схема ПИПК Рисунок 3 - Поворотный стол ПИПК

114

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №9/2015 ISSN 2410-6070

Рисунок 4 - Кинематическая схема ПИПК

Кроме этого, ПИПК содержит неподвижную часть стола 12, на котором установлены измерительные устройства 13, 14, 15, расположенные на стойках 16, 17, 18. На подвижной части стола 19 установлены палеты-приспособления 20, 21, 22 и 23 с возможностью радиального перемещения для установки и закрепления деталей.

Комплекс работает следующим образом. Для выполнения технологической операции сборки ПИПК базовую и базируемую детали берет при помощи схвата 9 из вспомогательных устройств (например, из лотков, на схеме они условно не представлены) и подводит на позицию палеты 23, точно совмещая оси схвата и оси палеты, при этом происходит вращение рук робота на углы ф1 и ф2. Далее происходит подъем стола с палетами на высоту Z, при этом вначале происходит установка базовой детали, а потом базируемой детали для выполнения сборочной операции. Алгоритм работы при этом следующий: захват базовой детали, поворот на углы +ф1 и +ф2, подъем стола на +Z и установка на палету 23, опускание стола на -Z, поворот на углы — ф1 и — ф2, захват базируемой детали, поворот на углы + ф1 и + ф'2, подъем стола на +Z и выполнения сборочной операции. В дальнейшем таким же образом производится сборка на остальных палетах стола, за исключением того, что при этом происходит еще поворот стола на углы ±ф4, а также синхронно повороты измерительных головок на углы ±ф5.

Далее при сборе координат точек поверхности измеряемой детали на позиции палеты 23 происходит опускание стола на -Z, ротация предплечья ПИПК на угол фз, смена схвата с измерительным щупом, подъем стола +Z, измерение геометрических параметров детали. Координаты измеренных точек (фц, ф21, Zi) поступают в ЭВМ, где вычисляются геометрические параметры измеряемой детали.

На остальных палетах производится одновременно измерение других параметров собранного узла (детали).

Применение переналаживаемого многофункционального измерительно-промышленного робота позволит:

1. Повысить точность измерения геометрических параметров деталей.

2. Одновременно измерять другие параметры деталей.

3. Выполнять не только измерительные, но и технологические операции.

4. Повысить производительность измерительно-технологических операций.

5. Иметь возможность переналадки комплекса, расширяя тем самим диапазон функциональных возможностей комплекса (n-измерительные головки).

Список использованной литературы:

1. Козырев Ю.Г. Промышленные роботы: Справочник. -2-е изд., перераб. и доп. /Ю.Г. Козырев. - М.: Машиностроение, 1988. - 91 с.: ил.

2. Патент Украины N22585 А. Кл. G01 B 5/03, B25J 9/00, 1998.

© М.А. Худаймуратов, А.А. Вожжов, 2015

115