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.
Наиболее близким по технической сущности из известных является 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.
Таким образом, в данном устройстве и во всех известных устройствах существующие системы, реализующие данный принцип работы в автоматизированных производствах, обладают низкой производительностью, сложностью конструкции и управления, а также возможностью адаптации к требуемому ходу электромагнитного захвата.
Задачей полезной модели является повышение быстродействия и упрощение системы управления путем сокращения сигналов управления.
Поставленная задача достигается тем, что в электромагнитном захватном агрегатном модуле, содержащим 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 перемещения, 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.
Пример реализации предлагаемого устройства показан на рисунке (чертеж поз, а)
Электромагнитный захватный модуль представляет собой устройство агрегатно-модульного типа состоящие из системы двух приводов: электромагнитного захвата и привода его перемещения, выполненного виде соленоида.
Устройство состоит из соленоида, который содержит якорь 1, подпружиненный пружиной 2 относительно корпуса в сторону выталкивания. На якоре закреплен П-образный магнитопровод 3 на одном конце, которого расположена вторичная обмотка 4, а на другом конце первичная обмотка 5, предназначенная для захвата и удержания изделия 6, расположенного на рабочей поверхности 7. Первичная обмотка 5 соединена с источником питания 8 через выключатель 9. Силовая обмотка 10 соленоида соединена с источником питания 11 через выключатель 12. Кроме этого силовая обмотка соединена через ключ 13 с вторичной обмоткой 4.
Электромагнитный захватный модуль работает следующим образом.
Перед началом работы (чертеж поз, а) устройство настраивается на максимально возможный ход электромагнитного захват. При разомкнутом выключателях 9, 12 и ключе 13 электромагнитный захват занимает крайнее нижнее положение и располагается на изделии 6.
В исходном положение (чертеж поз, б) замыкают выключатель 12 и в соленоиде появляется электромагнитное поле, сердечник втягивается, электромагнитный захват перемещается вверх и занимает крайнее верхнее положение.
При подаче команды «взять» изделие (чертеж поз, в) выключатель 12 размыкают, а выключатель 9 и ключ 13 замыкают. При этом электромагнитное поле в силовой обмотке 10 соленоида исчезает, но появляется электромагнитное поле на конце магнитопровода 3, имеющим первичную обмотку 5. Якорь 1 начинает выталкиваться под действием пружины 2. Выполняется перемещение электромагнитного захвата в направлении захватываемого изделия, расположенного на рабочей поверхности 7.
При подходе к изделию (чертеж поз, г) и касания торцевых поверхностей П-образного магнитопровода изделие примагничивается и выполняется функция захвата.
При этом, так как изделие замыкает магнитное поле на концах магнитопровода, то во вторичной обмотке и в силовой обмотке соленоида повышается электрическое напряжение, якорь втягивается и выполняется функция поднятия изделия.
В конце перемещения якоря (чертеж поз, д) захваченное изделие занимает крайнее верхнее положение.
Функция отпускания изделия осуществляется путем размыкания ключа 13 и выключателя 9, а также включения выключателя 12. Устройство занимает исходное положение (чертеж поз, б) при котором отсутствует усилие удержания изделия электромагнитным захватом.
Таким образом, данное устройство позволяет повысить быстродействие работы путем сокращения с трех сигналов управления до одного на выполнение функции «взять» изделие. Кроме этого требуемая величина хода электромагнита осуществляется автоматически с возможностью 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.