RU2657672C1 - Gripping correcting module - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to engineering, robotics and can be used for assembly operations to eliminate misalignment of relative positioning matched axisymmetric articles. Gripping correcting module comprises a linear actuator for moving the operating member, arms pivotally connected to each other, successively mounted between the gripper and the movable operating member, which are skewed and spring-loaded relative to the middle position. Gripping correcting module is provided with a rotary mechanism made in the form of a sealed chamber formed by a body with fixed membranes attached to the arms, adapted to be connected to pneumatic power lines and to cover the junction of the arms. In particular, the body of the rotary mechanism is made in the form of a bellow.

EFFECT: invention provides increased efficiency of operation, eliminating the possibility of jamming by reducing the force interaction magnitude of the matched articles, and wider scope of application of the device due to increased working zone for correcting matched articles.

1 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к области машиностроения, роботостроения и может использоваться при выполнении сборочных операций для устранения рассогласования взаимного расположения сопрягаемых осесимметричных изделий. Наиболее эффективно применение устройства для коррекции положения плоских крышек (изделий типа «втулка») при их установке на поверхность изделия типа вал с использованием вакуумных или электромагнитных захватов.The proposed device relates to the field of mechanical engineering, robotics and can be used when performing assembly operations to eliminate the mismatch of the relative position of the mating axisymmetric products. The most effective is the use of a device for correcting the position of flat covers (“sleeve” type products) when they are installed on the surface of a shaft type product using vacuum or electromagnetic grippers.

Известны устройства, применяемые для компенсации рассогласований взаимного положения изделий, возникающих при их сопряжении. Применяют устройства, работу которых подразделяют на процессы с активной, пассивной и комбинированной адаптацией (см. Сысоев С.Н. Исследование граничных условий применения метода многократной коррекции положения сопрягаемых изделий / С.Н. Сысоев, Е.В. Еропова // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2011. - №7. - С. 3-7, Сысоев С.Н. Устройства коррекции положения сопрягаемых изделий / С.Н. Сысоев // Прогрессивные технологии в машиностроении [Текст]: сборник научных трудов, посвященный 40-летию кафедры технологии машиностроения. -Ковров: ФГБОУ «КГТА им. В.А. Дегтярева», 2013, - с.71-80).Known devices used to compensate for discrepancies in the mutual position of products arising from their pairing. Applied devices, whose work is divided into processes with active, passive and combined adaptation (see Sysoev S.N. Study of the boundary conditions of the method of multiple correction of the position of mating products / S.N.Sysoev, E.V. Eropova // Assembly in mechanical engineering , instrument making. - 2011. - No. 7. - S. 3-7, Sysoev S. N. Devices for correcting the position of mating products / S. N. Sysoev // Progressive technologies in mechanical engineering [Text]: collection of scientific papers dedicated to 40- anniversary of the Department of Engineering Technology. -Kovrov: FSBEI "KG TA them.VA Degtyarev ", 2013, - p. 71-80).

Наиболее простыми по конструкции и управлению являются устройства с пассивной и комбинированной адаптацией сборки. Однако устройства с пассивной адаптацией отличаются низкой производительностью и функциональной ненадежностью, так как используют вероятностные методы сопряжения изделий. Наиболее эффективными являются устройства с комбинированной адаптацией, где используются причинные взаимосвязи между физическими явлениями, происходящими в технологическом процессе. К ним относятся рычажные корректирующие устройства.The simplest in design and control are devices with passive and combined adaptation of the assembly. However, devices with passive adaptation are characterized by low performance and functional unreliability, since they use probabilistic methods of pairing products. The most effective are devices with combined adaptation, where causal relationships between physical phenomena occurring in the process are used. These include lever corrective devices.

Известно устройство (см. пат. РФ МПК B25J 16/06 №115711 «Захватный корректирующий модуль», Сысоев С.Н., Еропова Е.В., Коробова Т.Н., заявл. 08.11.2011 г., опубл. 10.05.2012 г., Бюл. №13), содержащее корпус с приводом линейного перемещения захвата, закрепленного на подвижном рабочем органе привода с возможностью перекоса и подпружиненного относительно среднего положения. Между захватом и подвижным рабочим органом последовательно установлены два рычага, закрепленные с возможностью перекоса и подпружиненные относительно среднего положения, причем длина рычага, закрепленного на подвижном рабочем органе, больше длины рычага, соединенного с захватом. Манипулируют изделием типа «вал», устанавливая его в отверстие втулки. При исходном рассогласовании положений осей вала и втулки в процессе их сопряжения возникает перекос вала, направленный в сторону требуемой коррекции его положения.A device is known (see Pat. RF IPC B25J 16/06 No. 115711 "Captive Correcting Module", Sysoev S.N., Eropova E.V., Korobova T.N., claimed 08.11.2011, publ. 10.05 .2012, Bull. No. 13), comprising a housing with a linear gripper drive, mounted on a movable working body of the drive with the possibility of skew and spring-loaded relative to the middle position. Between the gripper and the movable working body two levers are successively mounted, which are biased and spring-loaded relative to the middle position, the length of the lever fixed to the movable working body being greater than the length of the lever connected to the gripper. Manipulate the product type "shaft", installing it in the hole of the sleeve. At the initial mismatch of the positions of the axes of the shaft and the sleeve during their pairing, a skew of the shaft occurs, directed towards the required correction of its position.

Устройство позволяет, используя перекос вала при силовом взаимодействии с втулкой, выполнить требуемое сопряжение изделий.The device allows, using the distortion of the shaft during the force interaction with the sleeve, to perform the required pairing of products.

Однако применение силового взаимодействия между изделиями для организации процесса их относительного перемещения может привести к заклиниванию сопрягаемых изделий и невозможности сборки. Кроме этого устройство имеет незначительную величину допустимого исходного смещения сопрягаемых изделий, что ограничивает область его применения в автоматизированных производствах.However, the use of force interaction between products to organize the process of their relative movement can lead to jamming of the mating products and the impossibility of assembly. In addition, the device has a negligible amount of initial displacement of mating products, which limits its scope in automated production.

Известно устройство (см. пат. РФ МПК B25J 16/06, №128150, «Захватный корректирующий модуль», Сысоев С.Н., Столяров А.В., заявл. 20.05.2012 г., опубл. 20.05.2013 г., Бюл. №14), содержащее корпус с приводом линейного перемещения захвата, закрепленного на подвижном рабочем органе привода с возможностью перекоса и подпружиненного относительно среднего положения, а между захватом и подвижным рабочим органом установлен рычажный механизм коррекции. Рычажный механизм коррекции выполнен в виде стержня, один конец которого закреплен на подвижном рабочем органе с возможностью перекоса и подпружинен относительно среднего положения, а другой соединен с захватом и подпружинен относительно среднего положения.A device is known (see Pat. RF IPC B25J 16/06, No. 128150, “Capture Correcting Module”, Sysoev S.N., Stolyarov A.V., claimed. 05.20.2012, published. 05.20.2013 , Bull. No. 14), comprising a housing with a drive linear displacement of the gripper, mounted on a movable working body of the drive with the possibility of bias and spring-loaded relative to the middle position, and between the gripper and the movable working body mounted lever correction mechanism. The lever correction mechanism is made in the form of a rod, one end of which is mounted on a movable working body with the possibility of bias and spring-loaded relative to the middle position, and the other is connected to the grip and spring-loaded relative to the middle position.

Устройство имеет более простое конструктивное выполнение. Оно позволяет, используя перекос вала при силовом взаимодействии с втулкой, за счет перекоса рычага, выполнить требуемое сопряжение изделий.The device has a simpler construction. It allows, using the skew of the shaft during the force interaction with the sleeve, due to the skew of the lever, to perform the required pairing of products.

Однако при использовании данного устройства также возможно заклинивание изделий в процессе коррекции, а величина допустимого исходного смещения сопрягаемых изделий незначительна, что ограничивает область его применения.However, when using this device, it is also possible to jam products during the correction process, and the value of the permissible initial displacement of the mating products is insignificant, which limits the scope of its application.

Наиболее близким по технической сущности из известных является устройство (см. пат. РФ МПК B25J 16/06, №147155, «Захватный корректирующий модуль», Сысоев С.Н., Литвинов И.С., Юнцзе Цао, заявл. 25.03.2014 г., опубл. 27.10.2014 г., Бюл. №30), содержащее корпус с приводом линейного перемещения захвата, закрепленного на подвижном рабочем органе привода с возможностью перекоса и подпружиненного относительно среднего положения, а между захватом и подвижным рабочим органом последовательно установлены два рычага, закрепленные с возможностью перекоса и подпружиненные относительно среднего положения. Причем длина рычага, закрепленного на подвижном рабочем органе, меньше длины рычага, соединенного с захватом.The closest in technical essence of the known is the device (see Pat. RF IPC B25J 16/06, No. 147155, "Captive correction module", Sysoev SN, Litvinov IS, Yongjie Cao, application. March 25, 2014 city, published on October 27, 2014, Bull. No. 30), comprising a housing with a linear displacement drive of the gripper mounted on a movable working body of the drive with the possibility of bias and spring-loaded relative to the middle position, and two sequentially installed between the gripper and the movable working body levers fixed with the possibility of bias and spring-loaded tnositelno middle position. Moreover, the length of the lever mounted on the movable working body is less than the length of the lever connected to the grip.

Данное устройство позволяет, используя перекос изделия типа «втулка» при силовом взаимодействии с валом, за счет изменения взаимного расположения рычагов, выполнить требуемое сопряжение изделий.This device allows, using the distortion of the product type "sleeve" when the force interaction with the shaft, by changing the relative position of the levers, to perform the required pairing of products.

Однако в данном устройстве, как и во всех известных, использование силового взаимодействия сопрягаемых изделий для реализации перемещения сопрягаемого изделия ограничивает эффективность их работы из-за заклинивания изделий.However, in this device, as in all known devices, the use of force interaction of mating products to realize the movement of the mating product limits the efficiency of their work due to jamming of products.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы захватного корректирующего модуля путем устранения возможности заклинивания сопрягаемых изделий и увеличения рабочей зоны.The objective of the invention is to increase the efficiency of the gripping correction module by eliminating the possibility of jamming of mating products and increase the working area.

Поставленная задача достигается тем, что в захватном корректирующем модуле, включающем рычаги, шарнирно соединенные между собой, установленные между захватом и подвижным рабочим органом, закрепленные с возможностью перекоса, в месте соединения рычагов, установлен поворотный механизм.The task is achieved by the fact that in the gripping correction module, comprising levers pivotally connected to each other, mounted between the gripper and the movable working body, fixed with the possibility of bias, at the junction of the levers, a rotary mechanism is installed.

В захватном корректирующем модуле с целью упрощения конструкции и управления поворотный механизм может быть состоящим из герметичной оболочки, охватывающей место крепления рычагов, образующей герметичную камеру, выполненную с возможностью соединения с пневматическими линиями питания, образованную корпусом с закрепленными на нем мембранами, соединенными с рычагами.In the gripping correction module, in order to simplify the design and control, the rotary mechanism may be comprised of a sealed enclosure covering the mounting point of the levers, forming a sealed chamber configured to connect to pneumatic supply lines, formed by a housing with membranes fixed to it, connected to the levers.

В захватном корректирующем модуле с целью увеличения рабочего хода поворотного механизма корпус может быть выполнен в виде сильфона.In the gripping correction module, in order to increase the working stroke of the rotary mechanism, the housing can be made in the form of a bellows.

Пример реализации показан на чертеже. Устройство (фиг.) состоит из привода линейного перемещения рабочего органа 1, на котором шарнирно закреплен через рычаги 2 и 3. Рычаг 3 связан с захватом 4, удерживающим изделие 5. Изделие 5 представляет собой втулку (крышку) и устанавливается на вал 6. Захват соединен с рабочим органом через рычаги, последовательно установленные и шарнирно соединенные с возможностью перекоса и подпружинено относительно среднего положения. Причем длина рычага 3 больше длины рычага 2. В месте соединения рычагов 3 и 4 установлен поворотный механизм, состоящий из сильфона 7, на котором закреплены мембраны 8, соединенные с рычагами 2 и 3, образуя герметичную камеру. Камера выполнена с возможностью соединения через распределитель 9 с пневматическими линиями питания вакуума или избыточного давления.An example implementation is shown in the drawing. The device (Fig.) Consists of a linear displacement actuator of the working body 1, on which it is pivotally mounted through levers 2 and 3. The lever 3 is connected to the gripper 4 holding the product 5. The product 5 is a sleeve (cover) and is mounted on the shaft 6. The gripper connected to the working body through levers sequentially mounted and pivotally connected with the possibility of bias and spring-loaded relative to the middle position. Moreover, the length of the lever 3 is greater than the length of the lever 2. At the junction of the levers 3 and 4, a rotary mechanism is installed, consisting of a bellows 7, on which membranes 8 are attached, connected to the levers 2 and 3, forming a sealed chamber. The camera is made with the possibility of connection through the distributor 9 with pneumatic supply lines of vacuum or overpressure.

На чертеже (фиг. а, б, в, г, д) показаны этапы работы устройства.The drawing (Fig. A, b, c, d, e) shows the steps of the device.

Устройство работает следующим образом. В исходном положении (фиг., а) рабочий орган 1 занимает крайнее верхнее положение. Захват удерживает изделие 5. Камера поворотного механизма соединена через распределитель 9 с избыточным давлением линии питания. Поворотный механизм выполняет функцию пружины, подпружинивая рычаги 2 и 3 в среднем положении.The device operates as follows. In the initial position (Fig. A), the working body 1 occupies an extreme upper position. The capture holds the product 5. The camera of the rotary mechanism is connected through the distributor 9 to the overpressure of the supply line. The rotary mechanism performs the function of a spring, springing levers 2 and 3 in the middle position.

По команде «установить изделие», которое смещено от требуемого положения на величину А, перемещают рабочим органом 1 крышку 5 в направлении вала 6.On the command "install the product", which is offset from the desired position by a value of A, move the working body 1 cover 5 in the direction of the shaft 6.

Это приводит к ее касанию торцевой поверхности вала. Силовое взаимодействие сопрягаемых изделий приводит к перекосу захвата и рычагов. Причем направление перекоса захвата противоположно требуемому направлению коррекции положения изделия 5 (фиг., б). Положением рычагов задается требуемое направление коррекции. Далее переключают распределитель 9, соединяя камеру с линией разрежения (фиг., в). Возникающее силовое воздействие от давления разрежения в камере приводит к созданию крутящего момента и повороту рычагов в направлении их предварительно созданного перекоса. Крышка 5 перемещается устройством в направлении требуемой коррекции (фиг., г) при незначительном силовом взаимодействии сопрягаемых изделий.This causes it to touch the shaft end surface. The force interaction of the mating products leads to a skew of the gripper and levers. Moreover, the direction of skew capture is opposite to the desired direction of correction of the position of the product 5 (Fig., B). The position of the levers sets the desired direction of correction. Next, switch the distributor 9, connecting the chamber to the vacuum line (Fig., C). The resulting force effect from the vacuum pressure in the chamber leads to the creation of torque and the rotation of the levers in the direction of their previously created skew. The cover 5 is moved by the device in the direction of the required correction (Fig., G) with a slight force interaction of the mating products.

Перемещение крышки приводит к выполнению требуемой коррекции его положения (фиг., д).Moving the cover leads to the required correction of its position (Fig. E).

Данное техническое решение повышает эффективность работы корректирующего модуля, устраняя возможность заклинивания путем уменьшения величины силового взаимодействия сопрягаемых изделий, а также расширяет область применения устройства за счет увеличения рабочей зоны коррекции сопрягаемых изделий.This technical solution increases the efficiency of the correction module, eliminating the possibility of jamming by reducing the magnitude of the force interaction of the mating products, and also expands the scope of the device by increasing the working area of the correction of the mating products.

В лаборатории кафедры автоматизации технологических процессов Владимирского государственного университета имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых проводились макетирование и натурные испытания предлагаемого устройства.In the laboratory of the Department of Automation of Technological Processes, Vladimir Grigoryevich Vladimir State University and Nikolai Grigoryevich Stoletov, prototyping and full-scale tests of the proposed device were carried out.

Испытания подтвердили повышение эффективности работы устройства и его промышленную применимость.Tests have confirmed the increase in the efficiency of the device and its industrial applicability.

Claims (2)

1. Захватный корректирующий модуль, содержащий привод линейного перемещения подвижного рабочего органа, рычаги, шарнирно соединенные между собой, последовательно установленные между захватом и подвижным рабочим органом, закрепленные с возможностью перекоса и подпружиненные относительно среднего положения, отличающийся тем, что он снабжен поворотным механизмом, выполненным в виде герметичной камеры, образованной корпусом с закрепленными на нем мембранами, соединенными с рычагами, выполненной с возможностью соединения с пневматическими линиями питания и охвата места соединения рычагов.1. A gripping correction module comprising a linear displacement actuator of a movable working body, levers pivotally connected to each other, sequentially mounted between the gripper and the movable working body, skewed and spring-loaded relative to the middle position, characterized in that it is equipped with a rotary mechanism made in the form of a sealed chamber formed by a housing with membranes mounted on it, connected to levers, made with the possibility of connection with pneumatic E power lines and reach the point of connection levers. 2. Захватный корректирующий модуль по п.1, отличающийся тем, что корпус поворотного механизма выполнен в виде сильфона.2. The gripping correction module according to claim 1, characterized in that the housing of the rotary mechanism is made in the form of a bellows.

Images