вакуумное захватное устройство

Формула изобретения

Вакуумное захватное устройство, включающее распределитель, силовой цилиндр, одним концом кинематически связанный с механической рукой, а другим концом с присоской, выполненной с центральной и периферийной рабочими полостями, причем центральная рабочая полость присоски выполнена с возможностью соединения через распределитель с избыточным давлением, а периферийная рабочая полость соединена через дроссель с источником разрежения, отличающееся тем, что силовой цилиндр выполнен в виде одностороннего цилиндра, поршневая полость которого выполнена с возможностью соединения через распределитель с избыточным давлением и соединена с центральной рабочей полостью присоски, шток соединен со штоком дополнительного одностороннего пневмоцилиндра, корпус которого установлен на механической руке, а поршневая рабочая полость выполнена с возможностью соединения с избыточным давлением через распределитель и с атмосферой через дополнительно установленный предохранительный клапан, а присоска подпружинена в сторону механической руки.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое устройство относится к области машиностроения, роботостроения и может применяться при транспортировке плоских деталей.

Известны вакуумные захватные устройства, обеспечивающие захват и отпускание детали в любой точке рабочей зоны манипулятора, в которых в качестве привода вертикального перемещения применяется силовой пневмоцилиндр (а. с. N 185035 "Вакуумное захватное устройство", Сысоев С.Н. Черкасов Ю.В. а.с. N 1540177 "Вакуумное захватное устройство", Сысоев С.Н. Черкасов Ю.В.).

Недостатками данных устройств являются высокая надежность и низкое быстродействие, связанное с большим временем на установку детали (а.с. N 185035 "Вакуумное захватное устройство") и с тем, что система управления приводом вертикального перемещения построена на аппаратном принципе (а.с. N 1540177 "Вакуумное захватное устройство").

Отмеченные недостатки устранены в вакуумном захватном устройстве (а.с. N 1202879 "Вакуумное захватное устройство", Сысоев С.Н. Черкасов Ю.В.), в котором по периметру присоски установлен уплотнительный элемент, образующий периферийную рабочую полость присоски, которая соединена с дополнительным источником разрежения, и существенно упрощена система управления приводом вертикального перемещения.

Недостатком данного устройства является низкое быстродействие, связанное с тем, что приводит вертикального перемещения выполнен в виде силового пневмоцилиндра, где для питания применяется давление разрежения, максимальная величина которого невысока.

Целью предлагаемого изобретения является повышение быстродействия.

Это достигается тем, что вакуумное захватное устройство содержит силовой цилиндр, выполненный в виде пневмоцилиндра одностороннего действия, поршневая рабочая полость которого выполнена с возможностью соединения через распределитель с избыточным давлением и соединена с присоской, шток соединен со штоком дополнительного пневмоцилиндра одностороннего действия, корпус которого установлен на механической руке, а поршневая рабочая полость выполнена с возможностью соединения с избыточным давлением через распределитель и с атмосферой через дополнительно установленный предохранительный клапан, центральная рабочая полость присоски соединена с поршневой рабочей полостью пневмоцилиндра, а следовательно, и с избыточным давлением через распределитель, периферийная рабочая полость присоски соединена через дроссель с источником разрежения, а присоска подпружинена в сторону механической руки.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена принципиальная пневматическая схема вакуумного захватного устройства в исходном состоянии; на фиг.2 принципиальная пневматическая схема вакуумного захватного устройства после подачи команды "захват детали"; на фиг.3 - принципиальная пневматическая схема вакуумного захватного устройства после подачи команды "установка детали на рабочую позицию".

Позиции на чертеже обозначают: распределитель 1; силовой пневмоцилиндр 2; дополнительный пневмоцилиндр 3; пружина 4; присоска 5; центральная рабочая полость присоски 6; поршневая рабочая полость дополнительного пневмоцилиндра 7; поршневая рабочая полость основного пневмоцилиндра 8; предохранительный клапан 9; уплотнительный элемент 10; периферийная рабочая полость присоски 11; основной уплотнительный элемент 12; дроссель 13; линия разрежения 14; механическая рука 15.

Вакуумное захватное устройство содержит силовой цилиндр 2, выполненный в виде пневмоцилиндра одностороннего действия, поршневая рабочая полость 8 которого соединена с присоской, а шток со штоком дополнительного пневмоцилиндра одностороннего действия 3, корпус которого соединен с механической рукой 15, а поршневая рабочая полость 7 выполнена с возможностью соединения с избыточным давлением через распределитель 1 и с атмосферой через дополнительно установленный предохранительный клапан 9. Присоска 5 подпружинена в сторону механической руки 15 пружинами 4. По периметру присоски 5 установлен уплотнительный элемент 10, образующий периферийную рабочую полость 11 присоски 5 совместно с основным уплотнительным элементом 12. Центральная рабочая полость 6 присоски 5 соединена с избыточным давлением через распределитель 1 посредством поршневой рабочей полости 8 основного пневмоцилиндра 2. Периферийная рабочая полость 11 присоски 5 через дроссель 13 соединена с линией разрежения 14.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении (фиг.1) линия, соединяющая рабочую полость 8 пневмоцилиндра 2 и рабочую полость 7 дополнительного пневмоцилиндра 3 с избыточным давлением, перекрыта распределителем 1, а предохранительный клапан 9 перекрывает линию, связывающую рабочую полость 7 дополнительного пневмоцилиндра 3 с атмосферой. Рабочая полость 7 полностью герметична. Присоска 5 подпружинена в сторону механической руки 15 пружинами 4. Присоска поднята.

Для выполнения операции захвата детали подают команду на включение распределителя 1 (фиг.2). В результате этого распределитель 1 соединяет поршневую рабочую полость 7 дополнительного пневмоцилиндра 3 с линией избыточного давления. Поршень дополнительного пневмоцилиндра 3 начинает опускаться, опуская пневмоцилиндр 2, а следовательно, и присоску 5 на рабочую позицию. Присоска 5 прижимается к детали, герметизируя ею поршневую рабочую полость 8 пневмоцилиндра 2. Так как периферийная рабочая полость 11 присоски 5 постоянно соединена с линией разрежения 14, в ней создается давление разрежения. Происходит захват детали. Вследствие того что объем поршневой рабочей полости 7 дополнительного пневмоцилиндра 3 после завершения опускания присоски 5 на рабочую позицию перестает изменяться, давление в полости 7 резко возрастает. Открывается предохранительный клапан 9, соединяя поршневую рабочую полость 7 дополнительного пневмоцилиндра 3 с атмосферой. Давление в рабочей полости 7 резко падает, и под действием пружины 4 присоска 5 с деталью поднимается вверх.

Для выполнения операции установки детали на рабочую позицию подают команду на переключение распределителя 1 (фиг.3). В результате этого распределитель 1 соединяет поршневую рабочую полость 8 пневмоцилиндра 2 с линией избыточного давления. За счет увеличения объема рабочей полости 8 пневмоцилиндра 2 присоска 5 с деталью начинает опускаться на рабочую позицию. Деталь удерживается присоской 5 за счет давления разрежения в периферийной полости 11, которая соединена с линией разрежения 14. После завершения опускания присоски 5 с деталью объем рабочей полости 8 пневмоцилиндра 2 перестает изменяться. Давление в поршневой рабочей полости 8 пневмоцилиндра 2 и центральной рабочей полости 6 присоски 5 возрастает. При превышении усилия удержания детали периферийной полостью 11 присоски 5 происходит отрыв присоски 5 от детали. Центральная рабочая полость 6 присоски 5, а следовательно, и поршневая рабочая полость 8 пневмоцилиндра разгерметизируются и соединяются с атмосферой. Давление падает. Присоска 5 под действием пружины 4 поднимается и занимает исходное положение.

Предлагаемое устройство позволяет повысить быстродействие в 3 раза. Время захвата детали массой 100 г при перемещении захвата на 5 мм составляет 0,05 с.