Лекция №7 Назначение и классификация захватных устройств icon

Лекция №7 Назначение и классификация захватных устройств



НазваниеЛекция №7 Назначение и классификация захватных устройств
Дата конвертации14.06.2013
Размер114.05 Kb.
ТипЛекция
скачать >>>

ЛЕКЦИЯ №7


Назначение и классификация захватных устройств


Захватные устройства являются рабочими органами промышленных роботов. Они предназначены для захваты­вания и удерживания предмета производства или технологи- ческой оснастки. Предметы производства могут иметь различные размеры, форму, массу, что требует применения за­хватных устройств разного характера. Поэтому захватные устройства относятся к сменным элементам промышленных роботов - оснастке. Промышленные роботы (ПР) могут комплектоваться набором типовых захватных устройств, ко­торые можно применять в зависимости от конкретных тре­бований. Захватные устройства являются важнейшим эле­ментом конструкции ПР. Расширение области применения ПР непосредственно связано с возможностью быстрой пе­реналадки захватных устройств. Гибкость ПР в значитель­ной мере определяется гибкостью захватных устройств, обеспечивающих возможность быстро переналаживаться для захвата различных заготовок (в пределах заданной номенклатуры).

К захватным устройствам ПР предъявляется ряд требо­ваний: надежность захвата и удержание заготовки; стабильность базирования; универсальность, т.е. способность захва­тывать и удерживать заготовки в широком диапазоне типо­размеров; высокая гибкость — легкая и быстрая переналадка или смена захватного устройства; малые габариты и масса.

Захватные устройства состоят из привода, передаточного механизма и захватных элементов (пальцев или губок). Приводы захватных устройств подразделяются на пружинные, пневматические, гидравлические, электромеханиче­ские, электромагнитные, магнитные, вакуумные.


Для зажимных устройств с пневматическими приводами характерно применение передаточных механизмов, выпол­няющих роль механизмов-усилителей, способных увеличить силу, развиваемую приводом. Передаточные механизмы подразделяются на простые: клиновые, рычажные, кулачко­вые, реечные; и комбинированные. Гидравлический привод обеспечивает большие си­лы при малых габаритах благодаря высокому давлению мас­ла, что в сочетании со способностью к регулированию пре­допределяет его, достаточно широкое применение. Для за­жимных устройств с гидравлическим приводом широко ис­пользуют реечно-шестеренчатые передачи. Электромехани­ческие приводы с самотормозящимися червячными и вин­товыми передачами находят пока ограниченное применение ввиду их сложности.

По типу захватов захватные устройства подразделяются на механические, магнитные, вакуумные, с эластичными камерами.


^ Механические захватные устройства применяют для об­служивания метал­лорежущих станков с ЧПУ. Такие уст­ройства по числу захватов подразде­ляют на одно- и многозахватные. По способу базирова­ния заготовок их подразделяют на центрирующие и нецентрирующие. Наиболее широко промышленные роботы применяют для обслуживания токарных станков, обес­печивая загрузку-разгрузку заготовок деталей типа тел вра­щения. Для автоматического поджима заготовок типа дисков по торцу при установке их в патроне захватные устройства снабжают подпружиненными упорами. На рис. 1. пока­зана конструктивная схема захватного устройства для уста­новки в двух- или трехкулачковый патрон. Упор 3 установ­лен в полости корпуса 7 с крышкой. При установке роботом заготовки 2 в патрон 1 упор 3 под действием пружины 4 поджимает заготовку к торцу патрона, и губки 6 захвата рас­крепляют заготовку.

Схема захватного устройства для установки заготовок в патрон токарного станка с поджи­мом заготовки по торцу показана на рис.2. Заго­товка 4 базируется по отверстию и закрепляется раз­жимной цангой 1 захватного устрой­ства 3. При уста­новке заготовки в патрон подпружиненные плунжеры 2 прижимают заготовку к торцу патрона.

По характеру крепления захватных устройств рабочего органа к ПР они подразделяются на четыре группы. Несме­няемые захватные устройства — неотъемлемая часть конст­рукции ПР. Замена таких устройств не предусматривается. Сменные захватные устройства — самостоятельные агрегаты с базовыми поверхностями для крепления к рабочему орга­ну. Быстросменные захватные устройства — сменные агрега­ты с конструкцией базовых поверхностей для крепления к рабочему органу робота. Автоматизированные захватные устройства, конструкция базовых поверхностей которых обеспечивает возможность автоматического закрепления на рабочем органе робота.


^ Несменяемые захватные устройства

предназначены для взаимодействия с одной определенной деталью, не требуют переналадки. Такие захватные устройства характерны для массового производства. Для установки цилиндрических заготовок (валов, дис­ков, фланцев) в патроне или центрах токарных станков применяют целевые центрирующие зажимные устройства, обеспечивающие базирование заготовок по оси симметрии аналогично базированию заготовок на станке.

Такие широкодиапазонные центрирующие захватные устройства без замены губок применяют трех типов:

1. клеще­вого (с поворотным движением губок);

2. с плоско-парал­лельным движением губок;

3. с тремя захватными губками, перемещающимися к центру и от центра заготовки.

Широкодиапазонные центрирующие захватные устрой­ства клещевого типа без замены губок не обеспечивают по­стоянства положения оси заготовок. Смещение оси заготов­ки при изменении ее диаметра может привести к дополни­тельным перегрузкам. Для сокращения смещения до мини­мума губки профилируют так, что в определенном диапазо­не диаметров обеспечивается центрирование заготовок раз­личного диаметра. Верхние части губок выполняют одина­ковой ширины и располагают одну против другой, а нижние выполняют срезанными. При таком исполнении губок они способны заходить одна за другую. Это позволяет надежно центрировать заготовки типа валов даже в том случае, когда в зоне действия губок окажется ступенька с перепадом диаметров.




Конструкции реечных широкодиапазонных захват­ных устройств клещевого типа показаны на рис. 3. Цен­трирующее широкодиапазонное захватное устройство (рис. 3, а) имеет две пары поворотных губок 1, установленных на осях 7. Профиль губок допускает центрирование валов в широком диапазоне размеров. Рейки 3 соединены рычагами 4, образующими с ними шарнирный параллелограмм. При перемещение реек 3 вверх посредством тяги 2 привода зуб­чатые секторы 8 рычагов, закрепляющихся с рейками 3, по­ворачиваются попарно, что создает возможность захватыва­ния ступенчатых валов. Части 5 профиля губок 1 срезаны по толщине, а части 6 имеют полную ширину. Это обеспечивает захват и центрирование заготовок, расположенных в момент захватывания со смещением. Центрирующее широко­диапазонное захватное устройство, предназначенное для за­хватывания заготовок типа фланцев и колец, имеет одну па­ру губок, в остальном оно аналогично устройству, показан­ному на рис. 3, а.


Центрирующие широкодиапазонные захватные устрой­ства (рис. 3, б) с параллельным движением губок исклю­чают смещение оси заготовки при изменении ее диаметра в широком диапазоне размеров. В корпусе 3 устройства шарнирно закреплены рычаги 1. Тяга 4 привода, перемещаю­щаяся в направляющих корпуса, соединена с втулкой 7, на которой закреплены оси рычагов 2 и 5. К средним точкам рычагов 2 шарнирно присоединены концы рычагов 1. Рыча­ги 2 длиннее рычагов 1 в 2 раза и шарнирные треугольники, образованные этими рычагами равнобедренные. Поэтому нижние концы рычагов 2 и 1 будут располагаться на одной прямой при любых углах между ними, что обеспечивает прямолинейность перемещения губок. Захватные губки 6, шарнирно закрепленные на концах рычагов, составляющие с ними и тягой 4 шарнирные параллелограммы, обеспечи­вают параллельность губок.

Центрирующее широкодиапазонное захватное устройст­во с параллельным перемещением губок показано на рис. 3, в. Привод захватного устройства через центральный валик 1 передает вращение через установленное на нем цен­тральное зубчатое колесо планетарной передачи водилу, а от него через конические шестерни 2 — двум зубчатым колесам 3, зацепляющимся с зубчатыми секторами 4, нарезанными на криволинейной поверхности планок, замыкающих шар­нирные четырехзвенники. К планкам прикреплены захват­ные губки 5.

Центрирующие захватные устройства с тремя губками (рис. 4,б) сохраняют положение оси или наружных бази­рующих поверхностей в широком диапазоне диаметров заго­товок. Устройства имеют подвижную вдоль оси симметрии захватного устройства опору, перемещаемую в направлении заготовки. Торец опоры контактирует с заготовкой. Две по­воротные зажимные губки кинематически связаны с опорой посредством кулачкового механизма, позволяющего пере­мещать зажимные губки по заданному закону, обусловлен­ному формой заготовки и особенностями ее базирования


Устройство, показанное на рис. 4 а, предназначено для установки заготовок в центрах, а на рис. 4 б — в призму. Корпус 1 захватного устройства прикреплен винта­ми к рабочему органу 2 робота, в котором установлен пневмо- или гидроцилиндр со штоком 3. Последний жестко со­единен с подвижной опорой 4, на которой установлен кула­чок 5. Захватные губки 7 имеют на концах ролики 6, кон­тактирующие с кулачками 5. Пружина растяжения 9 создает силовое замыкание кулачкового механизма. Заготовка 8 контактирует с рабочими поверхностями подвижной опоры 4 и захватных губок 7. Для захвата заготовки рука робота с захватным устройством перемещается сверху вниз в положе­ние, соответствующее оси заготовки (независимо от ее диа­метра). При этом заготовка находится между разведенными губками. После этого привод перемещает опору 4 и кулачок 5 вниз, в результате чего губки 7 одновременно с опорой перемещаются к заготовке. Профилирование кулачков позволяет независимо от размера диаметра заготовки обеспе­чить синхронное касание трех контактирующих элементов с заготовкой, обеспечивая ее центрирование.

В захватном устройстве (см. рис. 4, б) для захвата заготовок, устанавливаемых в призму, перемещение рабоче­го органа заканчивается тогда, когда захватное устройство займет положение, при котором рабочие поверхности губок 7 будут представлять собой продолжение рабочих поверхно­стей призмы, в которую устанавливается заготовка, а затем обеспечивается поджим заготовки к губкам подвижной опо­рой 4.

Широкодиапазонное центрирующее захватное уст­ройство с тремя губками (рис. 4, в) обеспечивает сохра­нение оси заготовок независимо от их диаметров. Устройст­во имеет три губки специального профиля, на которых вы­полнены зубчатые секторы. Две губки 7 и 8 свободно уста­новлены на общей оси 6, а губка 9 на оси 10, зубчатые секторы губок 7 и 9 закрепляются с одинаковыми зубчатыми колесами 1 и 4, зацепляющимися одновременно с рейкой 2, соединенной с тягой 3 привода. Зубчатый сектор губки 8 зацепляется с зубчатым колесом 4 через промежуточное зуб­чатое колесо 5. При перемещении рейки 2 зубчатые колеса 4 и 1 поворачивают губки 7 и 9 на одинаковый угол. При этом колесо 4 через промежуточное зубчатое колесо 5 поворачи­вает губку 8 на тот же угол навстречу губке 7. Губки сходят­ся к центру заготовки таким образом, что углы между каж­дой из губок и направлениями от их осей на ось заготовки остаются одинаковыми при любом раскрытии губок, что обеспечивает центрирование заготовки. Такое устройство обеспечивает больший, чем приведенные выше конструк­ции, диапазон захвата заготовок при тех же габаритах уст­ройства, но конструкция его сложнее.


^ Несменяемые захватные устройства со сменными губками

применяют для захвата различных заготовок при загрузке-разгрузке их в приспособлениях станков. Сменные губки к пневматическому рычажному захватному устройству крепят­ся винтами (рис. 5, а).


Захватное устройство с зубчатым механизмом со смен­ными захватами показано на рис. 5, б. В корпусе 1 на осях свободно установлены две пары рычагов 2 и 3, 4 и 5, зубчатые секторы рычагов 3 и 4 зацепляются с рейкой 7, соединенной с тягой привода зажимного устройства. Рыча­ги попарно соеди­нены с кронштей­нами 6 и 9, к кото­рым крепятся смен­ные губки 8, 10 и 11. Рычаги, крон­штейны с губками и корпус образуют два шарнирных меха­низма, которые обеспечивают цен­трирование захваты­ваемых заготовок плоских деталей (с губками 8) или цилиндрических (с губ­ками 10 и 11).




Захватное устройство (рис. 6) с электроприводом 4 и с двумя парами быстросменных губок 3 и 1 предназначено для захвата заготовок различных диаметров. Быстрая смена губок осуществляется поворотом всего узла относительно оси 2. При этом муфта привода размыкается. Раскрытие гу­бок осуществляется пружинами 6. После захвата заготовки губки жестко фиксируются тягой 5.


Сменные захватные устройства

применяют в серийном производстве при обработке заготовок большими партиями. Наибольшее распространение получило фланцевое крепле­ние сменных захватных устройств (рис. 7) к роботу. На ПР выполняется фланец с центральным центрирующим от­верстием и резьбовыми отверстиями, расположенными по окружности. Такая конструкция позволяет размещать часть элементов захватных устройств (например, привод рабочего органа) внутри робота. Предусмотрено два исполнения фланцев: круглой и квадратной формы (с одинаковыми для обоих исполнений координатами крепежных отверстий, что обеспечивает их взаимозаменяемость). На круглых фланцах больших размеров выполняют четыре дополнительных кре­пежных отверстия, обеспечивающих большую грузоподъем­ность захватов.


^ Быстросменные захватные устройства (рис. 8)

при­меняют в серийном и мелкосерийном производстве при об­работке заготовок небольшими партиями. При установке в жестко закрепленный на рабочем органе 13 робота корпус 2 сменного захватного устройства 12 оправка 9 смещает кла­пан 5 влево, сжимая пружину 3 до западания шариков 7 в кольцевую проточку оправки (рис. 8, а). При этом пру­жина 4 перемещает гильзу 6 вправо до упора в неподвижное кольцо 10, прижимая шарики 7, фиксирующие захват в осе­вом направлении. Торцовое шпоночное соединение 11 фик­сирует захват от поворота. Для смены захватного устройства гильзу 6 перемещают влево вручную, сжимая пружину 4. Шарики под действием пружины 3, перемещающей клапан 5 вправо, смещаются в кольцевую проточку 8 гильзы. При этом клапан 5 перекрывает канал 1 для подвода рабочей среды пневмо- или гидропривода, а оправка 9 смещается вправо. После этого наладчик снимает захватное устройство и заменяет его другим. Время установки и фиксации захват­ного устройства — не более 0,1 мин. Конструктивным ис­полнением мест крепления быстросменных захватных уст­ройств может иметь байонетное крепление. Такое крепление может быть использовано как для быстрой ручной, так и для автоматической смены захватных устройств. Конструкция мест крепления быстросменных захватных устройств к рабо­чему органу робота показана на рис. 8, б. В рабочем органе 1 робота выполняется гнездо для установки хвостовика быстросменного захватного устройства и палец-фиксатор 3. Для замены захватного устройства необходимо повернуть его на 90° (см. вид А-А) и вынуть из гнезда, предва­рительно вынув фиксатор.


^ Захватные устройства, вакуумные и с эластичными каме­рами, магнитные и электромагнитные

Захватные устройства могут быть с постоянными магни­тами и электромагнитные. Такие устройства пригодны для захвата только деталей из магнитных материалов преимуще­ственно с плоскими поверхностями. Электромагнитные за­хваты имеют простую конструкцию — катушку и сердечник (рис. 9, а). Электромагнитные захваты часто компонуют­ся на базе небольших электромагнитов, установленных на общей раме (рис. 9, б). Такие захваты часто применяют для переноски фасонных, круглых и решетчатых поверхно­стей, захватить которые вакуумными захватами невозможно. Захватные устройства с постоянными магнитами более сложны и не нашли широкого применения, так как их не­обходимо оснащать специальными устройствами для опера­ции высвобождения детали.

Вакуумные захватные устройства могут быть с просты­ми присосками и с принудительным поддержанием вакуума (всасывающие чаши). Такие устройства пригодны для захва­та заготовок, имеющих плоские ровные поверхности. Ос­новными элементами вакуумных захватов являются присос­ки и устройства для создания вакуума. Присоски изготов­ляют из резины или пластических материалов. Обычно для захвата детали используют несколько присосок.

Распространенным устройством для создания вакуума являются инжекторы. В этом случае разрежение получается без специальной насосной установки за счет энергии сжато­го воздуха, получаемого из заводской сети. Основой инжекто­ра является тройник, в который вклеивают или впаивают пробки с отверстиями малого диаметра.




В вакуумном захватном устройстве (рис. 9, в) с че­тырьмя присосками вакуум создается инжектором, общим для всех присосок и расположенным на раме захвата. В конст­рукциях захватов, показанных на рис. 9, г, инжекторы ус­тановлены в каждой присоске, причем они выполняют так­же и роль присоединительной арматуры воздухопровода.

Захватные устройства с эластичными камерами (рис.9, д) применяют для захвата хрупких изделий. Их дейст­вие основано на деформации эластичной камеры под дейст­вием давления воздуха или жидкости. Захватное устройство с эластичными камерамипальцами (рис. 9, е) приме­няют для удерживания деталей как за наружную, так и за внутреннюю поверхность. Обращенные внутрь поверхности пальцев менее эластичны, чем их тыльные стороны, поэтому при подаче давления они изгибаются и прилегают к детали, повторяя ее конфигурацию.




Похожие:

Лекция №7 Назначение и классификация захватных устройств icon1. Классификация компьютерных сетей. Понятие и назначение компьютерной сети. Компьютерная сеть
С другой стороны, проще говоря, компьютерная сеть это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный...
Лекция №7 Назначение и классификация захватных устройств iconПеречень примерных контрольных вопросов и заданий для текущей работы
Классификация программного обеспечения ЭВМ. Операционная система: назначение, классификация
Лекция №7 Назначение и классификация захватных устройств iconПо ЭВМ перечень примерных контрольных вопросов и заданий для текущей работы
Классификация программного обеспечения ЭВМ. Операционная система: назначение, классификация
Лекция №7 Назначение и классификация захватных устройств iconКлассификация и техническая реализация основных устройств ЭВМ

Лекция №7 Назначение и классификация захватных устройств iconЛекция №01 Введение в курс "Базы Данных"
Описание: Вводная лекция. Понятие данных. Предшественники баз данных. Назначение и основные компоненты среды базы данных. Системы...
Лекция №7 Назначение и классификация захватных устройств icon«Бизнес-информатика»
Лекция введение. Назначение и состав методологий внедрения информационных систем 4
Лекция №7 Назначение и классификация захватных устройств iconДокументи
1. /Назначение и классификация МСА. Подготовка финансовой отчтености.doc
Лекция №7 Назначение и классификация захватных устройств iconПеречень вопросов экзамена по дисциплине «Основные пахп»
Классификация гидрогенизационных процессов. Назначение. Катализаторы. Характеристика исходного сырья и получаемой продукции
Лекция №7 Назначение и классификация захватных устройств iconФизическая организация устройств ввода-вывода
Ос должна передавать устройствам команды, перехватывать прерывания и обрабатывать ошибки; она также должна обеспечивать интерфейс...
Лекция №7 Назначение и классификация захватных устройств icon1 Характеристика, состав и назначение устройств, образующих внешнюю конфигурацию пк
Все внутренние уст-ва располагаются на системной плате, что не располагается на системной плате, то относится к внешним уст-вам
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©rushkolnik.ru 2000-2015
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы