9 Выбор захватного устройства промышленного робота

9.1 Общие сведения о схватах промышленных роботов

Роботы применяются на самых разнообразных операциях и работают с деталями, резко отличающимися по прочности, массе, габаритам, конфигурации, расположению центра масс, шероховатости поверхности. Детали могут быть изготовлены из различных металлов, керамики, стекла, пластмассы. Это могут быть и массивные поковки и крупногабаритная тара из пластмассы, стальные листы, кирпич, листы из стекла и стеклянные трубки. Один и тот же робот может транспортировать собранные узлы, тару с насыпанными мелкими деталями, емкость с жидкостью и, кроме этого, работать различным инструментом – распылителем, гайковертом, пневмоотверткой. Поэтому обычно для каждой модели робота создается большое число всевозможных схватов, которые при необходимости легко и быстро заменяются и монтируются на кисти. В некоторых конструкциях роботов схваты могут меняться автоматически в соответствии с записанной программой.

Схваты можно подразделить на:

механические с жесткими или пружинящими губками;

с вакуумными присосами;

с электромагнитами;

с сенсорными датчиками;

прочие схваты, в том числе схваты, несущие инструмент.

Нередко эффективность применения робота при выполнении тех или иных технологических операций определяется тем, насколько удачно выбрана конструкция схвата. Во многих случаях схваты должны приспосабливаться к изменению размеров детали после обработки. В схватах нередко вводятся гибкие элементы, что делает их самоустанавливающимися.

9.2Механические схваты

Вкачестве приводов механических схватов используются гидро– и пневмоцилиндры, штоки которых через систему рычагов или других механизмов приводят схваты в действие.

На рисунках 9.1 – 9.6 приведены примеры конструктивных решений некоторых механических схватов промышленного робота «Юнимейт».

Рисунок 9.1 – Охват с рычажно–кулисным приводом:

1 – рычаг; 2, 3 – губки

На рисунке 9.1 представлен схват с рычажно–кулисным приводом и сменными губками 2,3 к нему. Для деталей, имеющих параллельные плоскости, применяются самоустанавливающиеся губки схвата 3. Если диаметр детали меняется после обработки, то используются губки 2 для деталей разных диаметров.

81

Рисунок 9.2 – Кисть с двумя схватами

В некоторых случаях на кисти рационально иметь два или четыре схвата. Схема кисти с двумя схватами приведена на рисунке 9.2. Один схват, например, может снять крышку с контейнера, второй' – вынуть из контейнера деталь. Этот же принцип применяется при обслуживании станка: один схват вынимает деталь из патрона и отводит ее в сторону при развороте кисти, второй – устанавливает в патрон станка заготовку.

Рисунок 9.3 – Кисть с двойными (внутренним 1 и внешним 2) схватами

Если деталь должна быть переориентирована, то применяется кисть с двойным схватом (Рисунок 9.3). «Шляпообразная» деталь захватывается внешними схватами 2, когда она стоит фланцем вверх. Когда деталь перевернута, цилиндр меньшего диаметра захватывается схватами 1. Так делается во всех случаях, когда в процессе обработки форма и размеры детали значительно меняются.

На рисунке 9.4 показан схват, с помощью которого роботом обслуживается одновременно два токарных станка, используемых для обточки и внутренней расточки гильзы. В процессе выполнения операций робот с этим схватом берет заготовку из накопителя, устанавливает ее в кулачковый патрон первого станка, снимает обработанную заготовку, переворачивает ее на 180°, устанавливает в разжимную оправку второго станка, снимает готовую деталь и укладывает ее в накопитель. Конструкция схвата предусматривает возможность компенсации некоторого несовпадения оси обрабатываемой детали и осей шпинделей станков с осью схвата, а также «мягкую» досылку детали до упора в патрон станка. Для этой цели схват снабжен самоориентирующимися «плавающими» схватами, имеющими две степени свободы – вдоль оси руки робота и вокруг оси губок схватов. Неточности совпадения осей компенсирует также резина, которой облицованы ложементы схвата.

82

Рисунок 9.4 – Схват для гильзы: 1 – ложемент.

Еще один образец самоориентирующего схвата к роботу УМ–1 показан на рисунке 9.5. Этот схват предназначен для взятия из тары, установки в патрон токарного станка, снятия и укладки в другую тару полой, цилиндрической стальной заготовки диаметром до 200 мм и массой до 25 кг. Самоустановка здесь достигается независимым поворотом каждого схвата на оси. После снятия нагрузки губки схватов возвращаются в первоначальное положение. Для работы с деталями разных диаметров, а также при переходе на обработку новой детали, предусмотрена перестановка схватов в три фиксированных положения.

Рисунок 9.5 – Самоориентирующий схват для цилиндрической заготовки массой 25 кг

На рисунке 9.6 представлена конструкция схвата, рычажная стрела которого позволяет широко разводить схват, не увеличивая хода приводного пневмоцилиндра. В результате при разводе губок схватов на требуемые углы время на включение и выключение схвата уменьшается.

Следует отметить, что при конструировании схватов большое внимание удаляется снижению их массы, так как при увеличенной массе схватов, находящихся на большом расстоянии от вертикальной оси поворота руки, значительно возрастает момент инерции вращающихся элементов, в связи с чем, уменьшается грузоподъемность робота.

Рисунок 9.6 – Схват широкоразводный

83