Захватные устройства для хрупких предметов и объектов произвольной формы

Высокая чувствительность к механическим воздействиям — один из характерных и часто встречающихся признаков многих изделий. Это может быть обусловлено изготовлением изделий из эластичных или хрупких материалов, таких как пластик, стекло, керамика, пресс- порошки; особенностями конструкций с малой толщиной стенок; наличием поверхностей, обработанных по высокому квалитету точности; нанесением чувствительных тонкослойных покрытий и т.п. Для манипулирования хрупкими предметами и объектами произвольной формы применяют захватные устройства с повышенной технологической гибкостью (механические, пневматические и гидравлические ЗУ с эластичными камерами), адаптирующиеся к форме объекта манипулирования, адаптивные ЗУ, позволяющие регулировать усилие сжатия объекта, а также антропоморфные с многозвенными пальцами ЗУ.

Захватные устройства, адаптирующиеся к форме объекта манипулирования, выполняют в виде механических схватывающих конструкций и ЗУ с эластичными камерами.

Механические захватные устройства с повышенной технологической гибкостью, обеспечивающие удержание хрупких предметов и объектов различной формы, требуют специальных приемов проектирования.

Механическое мембранное штыревое центрирующее ЗУ для хрупких объектов исключает повреждения предметов производства, обладающих малой жесткостью. Захватывание симметричных (шаровых или цилиндрических) объектов (рис. 3.16) осуществляется утапливающимися штырями 1, концентрично установленными во втулках мембраны 3, при перемещении приводного штока 2, деформирующего мембрану. Такими штырями могут оснащаться одна, две и более обойм (губок) захватных устройств. Искривление мембраны влечет зажим штырями объекта производства (за счет сил трения).

Механическое ЗУ с мембраной и утапливающимися штырями

Рис. 3.16. Механическое ЗУ с мембраной и утапливающимися штырями:

1 — штыри; 2 — шток; 3 — мембрана

Разновидностью описанной выше конструкции ЗУ может служить захват из двух или более пальцев с укрепленными на них подпружиненными штырями: при смыкании пальцев штыри удерживают объект манипулирования, располагаясь согласно его форме.

Механическое ЗУ с повышенной технологической гибкостью приведено на рис. 3.17. Два из трех его пальцев приводятся в движение синхронно одним двигателем [31]. Кроме того, два пальца соединены через шарнир со вторым двигателем, что позволяет менять их ориентацию при захватывании. Для захвата длинномерных предметов два пальца могут быть развернуты параллельно друг другу, занимая положение напротив третьего пальца. Для захвата небольших цилиндрических предметов два пальца разворачиваются так, чтобы закрытие всех пальцев осуществлялось по радиусам внутрь до соприкосновения в центре.

Механическое ЗУ с повышенной технологической гибкостью

Рис. 3.17. Механическое ЗУ с повышенной технологической гибкостью

Механическое захватное устройство, адаптирующееся к форме объекта, представлено на рис. 3.18 [41]. Его пальцы легко обхватывают предмет, не оказывая на него большого давления. Оно используется для захватывания хрупких предметов или предметов неправильной формы. Захват составлен из множества последовательно соединенных звеньев и похож на часть велосипедной цепи. Между соединениями в звеньях имеются шкивы, к которым прикреплены тонкие тросики. Если за них потянуть, то цепь звеньев меняет свою кривизну и обхватывает предмет. При этом давление равномерно распределяется по всей линии соприкосновения. Это ЗУ относится к антропоморфным (см. далее).

Механическое захватное устройство, адаптирующееся к форме объекта

Рис. 3.18. Механическое захватное устройство, адаптирующееся к форме объекта

Захватные устройства с эластичными камерами применяют для манипулирования хрупкими объектами произвольной формы. ЗУ с эластичными камерами применяют для переноса хрупких изделий небольшой массы, имеющих неправильную форму или значительные отклонения формы и размеров. Действие ЗУ основано на деформации эластичной камеры под действием давления жидкости или газа. При захвате предмета камеры деформируются и обволакивают его. В результате поверхность контакта может быть очень большой, что обеспечивает прочное удержание предмета. При этом сила сжатия пропорциональна давлению жидкости или газа в камере и может регулироваться в зависимости от хрупкости предмета. Такие ЗУ одинаково хорошо пригодны для захвата предмета как снаружи, так и изнутри. Однако точность их позиционирования невелика, а камеры быстро изнашиваются.

Гидравлические захватные устройства с изгибающимися и расширяющимися эластичными камерами, способные развивать значительные усилия удержания объектов, показаны на рис. 3.19. Давление рабочей жидкости рвх поддерживается в камерах поршневым насосом.

Гидромеханические ЗУ с камерами

Рис. 3.19. Гидромеханические ЗУ с камерами: а — изгибающимися; б — расширяющимися.

Пневматические захватные устройства с изгибающимися и расширяющимися эластичными камерами 1 показаны на рис. 3.20. Приводом в таких захватных устройствах выступает сжатый воздух, подаваемый под давлениемрвх в эластичные камеры, что создает запирающие усилия, прикладываемые к захватываемому объекту 2.

Пневматические захватные устройства с эластичными камерами

Рис. 3.20. Пневматические захватные устройства с эластичными камерами: а — изгибающимися; б — расширяющимися;

1 — камера; 2 — предмет производства

Пневматические центрирующие ЗУ с расширяющимися эластичными камерами фирмы Simrit (Германия) показаны на рис. 3.21. Камеру 4 крепят к корпусу 1 через промежуточное кольцо 3 (или шайбу 6) гайкой 2 и винтом 5. Сжатый воздух подается в камеру через просверленные отверстия в корпусе 1. При подаче воздуха камера раздувается и удерживает деталь за внутреннюю (рис. 3.21, а) или наружную поверхность (рис. 3.21, б). В таблице 3.2 приведены основные размеры ЗУ фирмы Simrit (Германия). Технические характеристики ЗУ, соответствующие рис. 3.21, а, приведены в табл. 3.3, а соответствующие рис. 3.21, б — в табл. 3.4.

Центрирующие ЗУ с расширяющимися эластичными камерами фирмы Simrit (Германия) для взятия объектов за поверхность

Рис. 3.21. Центрирующие ЗУ с расширяющимися эластичными камерами фирмы Simrit (Германия) для взятия объектов за поверхность: а — внутреннюю; б — наружную; 1 — корпус; 2 — гайка;

3 — кольцо; 4 — камера; 5 — винт; 6 — шайба

Таблица 3.2

Основные размеры (мм) расширяющихся эластичных камер в захватных устройствах фирмы Simrit (Германия) (см. рис. 3.21, а, б)

Размер

Типоразмер ЗУ

003

005

007

008

009

010

011

D

12

21

35

44

55

51

60

А

15

24

39

49

62

57

68

А

20,5

34,5

51,5

64,5

70,0

75,0

82,0

L

62

62

62

62

62

72

72

Технические данные захватных устройств фирмы Simrit (Германия) для удержания деталей за внутреннюю поверхность (см. рис. 3.21, а)

Таблица 3.3

Параметр

Типоразмер ЗУ

003

005

007

008

009

010

011

Рабочий диапазон изменения диаметров, мм

16...16,5

25...29

40...50

50...60

60...70

63...80

70...80

Удерживающая сила, Н, при захвате деталей:

С -D min С D щах

80

160

330

660

440

640

450

35

60

180

380

280

160

240

Технические данные захватных устройств фирмы Simrit (Германия) для удержания деталей за наружную поверхность (рис. 3.21, б)

Таблица 3.4

Параметр

Типоразмер ЗУ

003

005

007

008

009

010

011

Рабочий диапазон изменения диаметров, мм

5...11

И...20

20...34

34...43

43...54

40...50

54...59

Удерживающая сила, Н, при захвате деталей:

С D min С D щах

50

95

180

260

240

210

180

50

120

220

330

380

220

220

Базирующие ЗУ с изгибающимися эластичными камерами фирмы Simrit (Германия) для захватывания объектов за наружную поверхность показаны на рис. 3.22, а. На корпусе 4закреплены базирующая призма 2 и пара эластичных камер 1, соединенных с пневмоприводом посредством патрубков 3. У профиля камер жесткость переменная, поэтому при подаче сжатого воздуха камеры изгибаются и прижимают захваченную деталь к базирующей призме. Переналаживают ЗУ на другой типоразмер изделия перестановкой камер в пазах корпуса 4. Высоту расположения призмы 2 регулируют резьбовым держателем 5.

При установке трех и более эластичных камер на общем корпусе можно получить различные базирующие ЗУ, позволяющие удерживать объекты произвольной формы: шары, электролампы, корпуса телефонных аппаратов и т.п.

Базирующие ЗУ с изгибающимися камерами фирмы Simrit (Германия) для взятия объектов за наружную поверхность

Рис. 3.22. Базирующие ЗУ с изгибающимися камерами фирмы Simrit (Германия) для взятия объектов за наружную поверхность: а — схема захватывания предмета производства; 6 — конструкция эластичной камеры; 1 — камера; 2 — призма; 3 — патрубок;

4 — корпус; 5 — регулирующий держатель

В таблице 3.5 приведены основные размеры базирующих ЗУ с изгибающимися пальцами (по рис. 3.22, а).

Таблица 3.5

Основные размеры(мм) базирующих захватных устройств с изгибающимися эластичными камерами фирмы Simrit (Германия) (см. рис. 3.22, а)

Размер

Типоразмер ЗУ

001

003

004

005

L

90

165

165

220

В

26

24

24

40

Н

15

24

24

25

G

65

115

106

165

Конструкция эластичных изгибающихся камер и их размеры приведены на рис. 3.22, б ив табл. 3.6.

Таблица 3.6

Основные размеры изгибающихся эластичных камер фирмы Sirarit (ФРГ) (см. рис. 3.22, б)

Размер

Типоразмер ЗУ

001

003

004

005

L

36

65

92

130

В

10

20

28

40

D

9

18

25

36

А

13

22

31

44

А

15

25

36

51

А

24

49

69

97

А

10

13

19

26

 
Посмотреть оригинал