Зажимные ЗУ клещевого типа.

Движение губок обеспечивает пневмо-, гидро-, или электропривод. Преимущества пневмопривода — простота, удобство подвода энергии (один шланг), отсутствие течи, легкость регулирования усилия зажима, возможность использования в агрессивных средах и зонах высоких температур. Недостаток — большие габаритные размеры при сравнительно малых усилиях зажима. Гидропривод широко применяют, так как он обеспечивает значительные усилия зажима при малых габаритных размерах и его можно легко регулировать. Электропривод ввиду сравнительной сложности пока применяют ограниченно.

Передаточные механизмы во многом определяют характер конструкции зажимных механических ЗУ. Они обеспечивают передачу и рост усилия зажима, крутящего момента или хода рабочего элемента (захватной губки).

Шарнирно-рычажные передачи. На рисунке 3.5 представлены разновидности кинематических схем приводных шарнирно-рычаж-

Примеры кинематических схем приводных механических шарнирно-рычажных захватных устройств

Рис. 3.5. Примеры кинематических схем приводных механических шарнирно-рычажных захватных устройств: ШР1, ШР2,... ШР28 — конструктивные варианты ных ЗУ [44]. Изменения в относительных длинах и месторасположении рычажных передач существенно влияет как на направление усилия привода, так и рабочую силу зажима (захвата) детали. Основная цель применения клещевых командных ЗУ с рычажными передаточными механизмами — обеспечить выигрыш в усилии или направлении зажима детали.

На рисунке 3.6 показаны клещевые ЗУ с гидроприводом и системой ломающихся рычагов, дающей значительное увеличение силы зажима детали. В конструкциях, показанных на рис. 3.6 а, б, гидроцилиндр расположен между шарнирно закрепленными планками, связанными с рычажным механизмом. Зажимные губки — сменные и крепятся к этим планкам. Путем смены губок обеспечивается захват детали за внутреннюю (см. рис. 3.6, а) или за наружную (см. рис. 3.6, б) поверхность.

В ЗУ, показанном на рис. 3.6, в, одна из губок установлена на качающейся планке, угловое положение которой относительно рычага может регулироваться винтом, что позволяет изменять взаимное расположение губок. На рисунке 3.6, г приведена конструкция ЗУ, где для удержания детали используется усилие упругой деформации «пальцев».

Клещевые механические ЗУ с рычажными передаточными механизмами

Рис. 3.6. Клещевые механические ЗУ с рычажными передаточными механизмами

На рисунке 3.7, а показана система пневматического рычажного ЗУ со сменными рабочими губками, что позволяет использовать его для работы с объектами различной формы. Аналогичное ЗУ для фланцев и колец показано на рис. 3.7, б: на штоке 4 пневмоцилиндра 1 установлена планка 5, на которой шарнирно закреплены тяги 2, связанные с поворотными рычагами 3. К рычагам крепятся держатели 6, несущие сменные губки 7. Переналадка на другой диапазон захватываемых поверхностей осуществляется путем перестановки осей тяг 2 в дополнительные отверстия планки 5 сдвига держателей 6 по рычагам 3 и смены держателей 6 или губок 7.

На рисунке 3.7, в показано центрирующее широкодиапазонное ЗУ с параллельным перемещением губок. К корпусу 3 шарнирно крепятся рычаги 1. В направляющих корпуса шарнирно перемещается тяга 4, связанная с приводом, на которой закреплены оси рычагов 2 и 5. К средним точкам рычагов 2 присоединены концы рычагов 1. Длина рычагов 2 вдвое больше длины рычагов 1, и шарнирные треугольники, образованные этими рычагами, являются равнобедренными, чем и обеспечивается прямолинейность перемещения губок 6, которые составляют вместе с тягой 4 и рычагами 2 и 5 шарнирные параллелограммы.

Широкодиапазонные механические ЗУ с рычажными передаточными механизмами и пневматическим приводом

Рис. 3.7. Широкодиапазонные механические ЗУ с рычажными передаточными механизмами и пневматическим приводом: а — ЗУ со сменными рабочими губками; б — комплексно переналаживаемое ЗУ: 1 — пневмоцилиндр; 2—тяга; 3 — рычаг; 4— шток; 5 — планка;

6 — держатель; 7 — губки; в — центрирующее ЗУ с параллельным перемещением губок: 1,2,5— рычаги; 3 — корпус; 4 — тяга; 6 — губки

Реечно-зубчатые передачи, кинематические схемы которых [44] показаны на рис. 3.8, нашли широкое применение в конструкциях механических ЗУ. По сравнению с рычажными они имеют меньшие габаритные размеры, обеспечивают большее раскрытие губок, но не дают выигрыша в усилии зажима объекта. Применение реечно-зубчатых передач обеспечивает равномерное движение губок ЗУ, что облегчает центрирование деталей типа тел вращения при их захватывании.

Кинематические схемы (а...е) механических захватных устройств с реечно-зубчатыми передачами

Рис. 3.8. Кинематические схемы (а...е) механических захватных устройств с реечно-зубчатыми передачами

На рисунках 3.9...3.12 представлены примеры конструкций реечных широкодиапазонных центрирующих ЗУ для деталей типа тел вращения и корпусных деталей.

На рисунке 3.9, а показано однопозиционное ЗУ, предназначенное для гладких и ступенчатых валов. Профиль губок обеспечивает центрирование валов в широком диапазоне размеров. Две пары поворотных губок 1 свободно сидят на осях 7. На губках закреплены зубчатые секторы 8, входящие попарно в зацепление с рейками 3, которые связаны с рычагами 4, образующими шарнирный параллелограмм. Рычаги 4 шарнирно связаны с тягой 2 привода. Такое устройство обеспечивает независимую работу каждой пары губок, что необходимо для захватывания и центрирования ступенчатых валов. Участки 5 профиля губок имеют меньшую толщину по сравнению с толщиной участков 6. Это обеспечивает подхватывание и центрирование деталей, расположенных с угловым смещением, а также гарантирует центрирование ступенчатой детали.

На рисунке 3.9, б показано двухпозиционное центрирующее широкодиапазонное ЗУ для валов, сокращающее цикл установки-снятия заготовок и обработанных деталей. ЗУ с заготовкой 11, зажатой губками 10, сомкнутыми под действием пружины 8, переносится на линию центров станка. При этом губки ЗУ на позиции IIпод действием толкателя 3, имеющего свой привод 4, раскрыты (пружина 8на позиции IIсжата). При перемещении толкателя вверх пружина разжимается, приводя в действие рычаги 1 и рейки 9, вследствие чего губки позиции II сжимаются, захватывая обработанную деталь. После высвобождения детали из патрона (центров) станка вращением шпинделя 5 через коническую шестерню 6 и зубчатый сектор 2 корпус 7 с губками поворачивается вокруг оси 12 так, что позиция I занимает положение позиции II, и заготовка И может быть установлена в патрон или центр станка.

На рисунке 3.9, в, г показаны двухпальцевые центрирующие широкодиапазонные ЗУ, принцип действия которых аналогичен описанному выше. Устройство на рис. 3.9, г отличается тем, что одна из его губок укороченная, чем обеспечивается компактность конструкции и достигаются меньшие зазоры между деталями, лежащими в ориентирующей таре. Однако для таких конструкций требуется более точное совмещение осей симметрии ЗУ и детали перед её зажимом.

Центрирующее широкодиапазонное ЗУ (рис. 3.10, а) оснащено тремя рабочими губками специального профиля, на которых выполнены зубчатые секторы. Две губки 1 и 2 свободно сидят на общей оси 10. Зубчатые секторы губок 1 и 3 (сидят на оси 4) сцеплены с одинаковыми шестернями 6 и 8, которые находятся в зацеплении с рейкой 7, соединенной с тягой 5 привода ЗУ. Зубчатый сектор губки 2 связан с промежуточным колесом 9, сцепленным с шестерней 8. При перемещении тяги 5 и рейки 7 все три губки поворачиваются к центру ЗУ на равные углы, центрируя деталь.

Широкодиапазонные центрирующие ЗУ с реечными передаточными механизмами для деталей типа тел вращения

Рис. 3.9. Широкодиапазонные центрирующие ЗУ с реечными передаточными механизмами для деталей типа тел вращения: а — однопозиционное ЗУ для гладких и ступенчатых валов: 1 — губки; 2 — тяга; 3 — рейка; 4 — рычаги;

  • 5,6— специально спрофилированные участки губок; 7 — ось; 8 зубчатые секторы; б двухпозиционное центрирующее широкодиапазонное ЗУ для валов: 1 — рычаги; 2 — зубчатый сектор; 3 — толкатель; 4 — привод;
  • 5— шпиндель; б—шестерня; 7—корпус; б1—пружина; 9— рейка; 10— губки; J7 — заготовка; 12 ось;

/, II— позиции ЗУ; в, г — двухпальцевые центрирующие широкодиапазонные ЗУ (г — с одной укороченной губкой)

Центрирующие ЗУ с реечными передаточными механизмами для деталей типа фланцев, дисков, зубчатых колес

Рис. 3.10. Центрирующие ЗУ с реечными передаточными механизмами для деталей типа фланцев, дисков, зубчатых колес: а — широкодиапазонное ЗУ: 1,2, 3— губки; 4 — ось; 5 — тяга; 6, 8— шестерни; 7 — зубчатая рейка;

  • 9 промежуточное зубчатое колесо; 10— ось; б — узкодиапазонное двухпозиционное ЗУ: 1, 2, 3,4— призмы;
  • 5 — корпус; 6, 10, 13, 14 — линейки; 7, 12 — зубчатые колеса; 8,9— гидроцилиндры; 11 — цапфы

Центрирующее узкодиапазонное двухпозиционное ЗУ последовательного действия для фланцев (рис. 3.10, б) имеет удлиненный прямоугольный корпус 5, у которого с двух сторон выполнены две пары направляющих. В направляющих перемещаются линейки 6, 10, 13, 14 с рифлениями, к которым винтами крепятся призмы 1, 2, 3, 4. На каждой стороне линейки попарно сцеплены между собой посредством реек и срезанных зубчатых колес 7 и 12. Такое соединение обусловливает встречное движение призм и центрирует детали. Линейки 6 и 10 приводятся в движение гидроцилиндрами 8 и 9, встроенными в ЗУ. Ход призм, ограниченный ходом цилиндров, определяет диапазон ЗУ в пределах одной размерной наладки. Переналадка с размера на размер производится перезакреплением призм. Одна из позиций ЗУ применяется в качестве загрузочной, вторая в качестве разгрузочной. Места позиций меняют поворотом ЗУ на 180 . К руке робота ЗУ подвешено на цапфах 11 так, что может отклоняться на небольшой угол. Это обеспечивает, благодаря специальным пружинам или другим приспособлениям, прижим торца детали к зеркалу патрона станка.

Центрирующие широкодиапазонные ЗУ с параллельным перемещением губок, осуществляемым комбинацией реечных и рычажных передач, показаны на рис. 3.11. Вконструкции на рис. 3.11, а движение зажима детали от центрального валика 1, на котором укреплена солнечная шестерня планетарной передачи, передается водилу, а от него через конические шестерни 2 — двум зубчатым колесам 3, связанным с криволинейными рейками 4. Рейки нарезаны на планках, замыкающих шарнирные четырехзвенники, к которым крепятся губки 5. Конструкция отличается большим ходом губок и компактностью.

В устройстве на рис. 3.11, б внутренние рычаги 3 и 4 через зубчатые секторы зацепляются с рейкой 6, соединенной с тягой привода ЗУ. Рычаги попарно (2, Зи4,5) соединены с планками 7и 8, несущими зажимные губки 9, и вместе с корпусом 1 образуют два шарнирных параллелограмма, обеспечивающих прямолинейное симметричное перемещение губок и, следовательно, центрирование коробчатых и плоских деталей (с губками 9) или тел вращения с разной ориентацией осей (с губками 10).

Гамма центрирующих ЗУ фирмы Fujitsu Fanuc Ltd (Япония) показана на рис. 3.12. Кинематика центрирования ЗУ типа Т, М и ТМ та же, что у конструкции, приведенной на рис. 3.10, а. Различия заключаются в применении плоских губок, соединенных с поворотными рычагами и сохраняющих свое угловое положение благодаря шарнирным параллелограммам, а также в конструкции привода рычагов, осуществляемого пневмодвигателем через червячные передачи. Между собой ЗУ разли-

Центрирующие широкодиапазонные механические ЗУ с параллельным перемещением губок

Рис. 3.11. Центрирующие широкодиапазонные механические ЗУ с параллельным перемещением губок: а — с планетарной передачей: 1 — валик; 2 — конические шестерни; 3 — зубчатые колеса; 4 — криволинейные рейки; 5 — губки; б— с реечной передачей: 1 — корпус; 2, 3,4, 5 — рычаги; 6 зубчатая рейка; 7,8— планки; 9, 10 — губки

Гамма центрирующих механических захватных устройств фирмы Fujitsu Fanuc Ltd (Япония)

Рис. 3.12. Гамма центрирующих механических захватных устройств фирмы Fujitsu Fanuc Ltd (Япония):

а — тип Т; б — тип М; в — тип ТМ г — тип D, д — тип D2; е — тип Л3; ж — тип Д, чаются характером крепления к руке робота. ЗУ типа Т закреплено на пружинах, расположенных симметрично относительно оси зажимаемого изделия, чем достигается прижим торца детали к базам во время загрузки оборудования. ЗУ типа М закреплено жестко, но имеет привод, который может поворачивать ЗУ вместе с зажатым изделием вокруг оси симметрии на некоторый угол. Такая коррекция бывает необходима при обработке корпусных деталей для компенсации их поворота, который происходит при переносе деталей роботом с позиции на позицию. ЗУ типа ТМ имеет и пружинную подвеску, и механизм поворота.

ЗУ типов D представляют собой клещевые конструкции с пневмоприводом, у которых расположение осей симметрии не остается постоянным при захватывании деталей разных размеров. Погрешности при необходимости корректируются перепрограммированием перемещений руки ПР. Устройства А и А двухпозиционные, состоят из пары одинаковых по конструкции ЗУ: разгрузочного и загрузочного. Загрузочное ЗУ подвешено к руке на симметрично расположенных пружинах для прижима торца заготовки к базам оборудования, а разгрузочное ЗУ закреплено жестко. По конструкции типы А и А различаются расположением загрузочного и разгрузочного ЗУ. В устройстве А зажимные призмы перемещаются вдоль продольной оси руки робота. Устройство А является зеркальным отображением устройства А-

Конструкции ЗУ с клиновыми передачами показаны на рис. 3.13 и эскизах табл. 2.3. Клиновые передачи позволяют губкам осуществлять равномерные и при этом несколько разнородные движения, если этого требует производственный процесс.

Захватные устройства с винтовыми передачами (рис. 3.14) обеспечивают высокую точность перемещения захватных губок и значительные усилия зажима (удержания) детали.

Переналаживаемые механические ЗУ. Переналадка механических ЗУ на работу с деталями различных типоразмеров и формы чаще всего осуществляется сменой рабочих губок.

В центрирующем ЗУ с винтовым приводом, показанном на рис. 3.15, а, переналадка на типоразмер и форму объекта манипулирования обеспечивается переустановкой пакетов свободно расположенных пластин- губок с последующим их закреплением (рис. 3.15, б) для манипулирования с объектами различных форм и размеров (рис. 3.15, в).

Программируемые механические ЗУ позволяют регулировать ширину раскрытия губок. Многие из описанных выше широкодиапазонных устройств, если их оснастить соответствующим приводом, могут работать в таком режиме. Программирование ширины раскрытия губок

Кинематические схемы (К1... Кб) механических захватных устройств с клиновыми и кулачковыми передачами

Рис. 3.13. Кинематические схемы (К1... Кб) механических захватных устройств с клиновыми и кулачковыми передачами

Кинематические схемы (Bl... В6) захватных устройств с винтовыми передачами

Рис. 3.14. Кинематические схемы (Bl... В6) захватных устройств с винтовыми передачами

Переналаживаемое базирующее захватное устройство с винтовой передачей, оснащенное пакетами пластин-губок, устанавливаемых по форме и размерам объекта манипулирования

Рис. 3.15. Переналаживаемое базирующее захватное устройство с винтовой передачей, оснащенное пакетами пластин-губок, устанавливаемых по форме и размерам объекта манипулирования

дает возможность более тесно укладывать детали в ориентирующих магазинах, работать с деталями разных типоразмеров, облегчает сенсорное оснащение ЗУ и расширяет их функциональные возможности.

Недостатки механических клещевых ЗУ. Для некоторых легко деформируемых предметов, изменяющих свою форму и размеры под воздействием механических усилий, применение механических ЗУ ограничено. Также затруднено использование их для листовых заготовок. При захватывании таких заготовок за край для исключения недопустимого провисания используют клещевые ЗУ сложной конструкции. Дополнительные сложности создают погрешности расположения предметов производства относительно зажимных элементов (губок) захватного устройства, неточность выполнения транспортирующих (региональных) и ориентирующих (локальных) движений руки манипулятора.

К основным недостаткам механических захватных устройств можно отнести: наличие механических передач и связанная с этим сложность конструкции, а также ограниченность применения для эластичных и легкодеформируемых объектов манипулирования и предметов с требованием неповреждаемости поверхности.

Таких недостатков лишены ЗУ, адаптирующиеся к форме поверхности объекта манипулирования, электромагнитные и вакуумные захватные устройства.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >