Файл: метод указания.pdf

6 

РЕФЕРАТ 

Захватный модуль 

Предлагаемое устройство относится к области машиностроения, робото-

строения и может применяться при взятии и установке деталей на рабочую по-

верхность с большим требуемым ходом перемещения захватной головки. 

Задачей  предполагаемого  изобретения  является  повышение  быстродей-

ствия и надежности работы устройства во всем диапазоне требуемых величин 

перемещения присоски за счет возложения функций предохранительного кла-

пана на силовую часть привода вертикального перемещения захватной головки 

и устранения зависимости величины ее хода от размеров привода вертикально-

го перемещения. 

Поставленная  задача  достигается  тем,  что  в  предлагаемом  устройстве, 

включающем  захватную  головку,  закрепленную  на подвижном элементе, под-

пружиненном возвратной пружиной к корпусу в  пневмоприводе односторон-

него  действия  с  рабочей  камерой,  выполненной  с  возможностью  соединения 

через распределитель с линией избыточного давления воздуха, рабочая камера 

образована  полостью  корпуса  и  крышкой,  а  захватная  головка  закреплена  на 

крышке, установленной на корпусе с возможностью разъединения с ним.  

Предлагаемое техническое решение  повышает быстродействие и надеж-

ность работы устройства при значительном увеличении диапазона величин пе-

ремещения захватной головки. 

7 

МПК B 25J 15/06, B 66 C 1/02 

ЗАХВАТНЫЙ МОДУЛЬ 

Предлагаемое устройство относится к области машиностроения, робото-

строения и может применяться при взятии и установке деталей на рабочую по-

верхность с требуемым ходом перемещения захватной головки. 

Известны  захватные  модули,  обеспечивающие  взятие  и  установку  дета-

лей, которые содержат захватную головку с приводом ее вертикального пере-

мещения (см. а.с.№1389154 «Захватная головка», Сысоев С.Н., Черкасов Ю.В., 

Сысоев С.Н., Черкасов Ю.В. Агрегатно-модульное захватное устройство робо-

та // Механизация и автоматизация производства. - 1987. - № 1.-С. 3). Примене-

ние традиционной схемы работы привода вертикального перемещения захвата, 

системы управления, приводят к невысокой надежности и низкому быстродей-

ствию, связанному с большим временем на установку детали. Реализация сис-

тем управления привода вертикального перемещения на аппаратном принципе 

(см. А.с. №1540177 «Вакуумное захватное устройство» Сысоев С.Н., Черкасов 

Ю.В.) незначительно повышает быстродействие. 

Известны захватные модули, созданные с использованием мехатронного 

принципа  построения  (см.  патент  России  №  2073601  «Вакуумное  захватное 

устройство»,  Сысоев  С.Н.,  Черкасов  Ю.В.,  Мокеева  Е.В.,  Глушков  А.А.),  где 

для  питания  применяется  избыточное давление воздуха. Вакуумное захватное 

устройство  содержит  привод  вертикального  перемещения  присоски,  выпол-

ненный  в  виде  двух  пневмоцилиндров одностороннего действия, кинематиче-

ски  связанных    между  собой.  Причем  один  пневмоцилиндр  предназначен  для 

выполнения устройством функции «взять» деталь, а второй – «установить» де-

таль. Эти функции представляют собой  последовательное выполнение опера-

ций «опускание захвата на поверхность детали», «захват или отпускание дета-

ли», «подъем присоски». 

8 

Данное  устройство,  обладая  повышенным  высоким  быстродействием, 

имеет сложную конструкцию, так как привод вертикального перемещения при-

соски состоит из двух пневмоцилиндров, а присоска выполнена с периферий-

ной полостью, что ухудшает массогабаритные показатели устройства.  

Известны  захватные  модули  (см.  патент  РФ  №  2318653  «Захватная  го-

ловка», Сысоев С.Н., Бакутов А.В., Орехов Н.С., опубл. в Бюл №7, 10.03.08г.). 

В устройстве  привод вертикального перемещения захвата выполнен в виде си-

лового  цилиндра  двухстороннего  действия,  поршневая  полость  которого  со-

единена со штоковой полостью, а в пневмолинию соединения распределителя 

и предохранительного клапана дополнительно установлен дроссель. В данном 

устройстве  ограничен  ход  вертикального  перемещения  захвата  габаритными 

размерами привода. Применение трубопроводов, унифицированного предохра-

нительного клапана с ограниченными расходными характеристиками, снижает 

надежность и быстродействие работы устройства.   

Наиболее близким по технической сущности из известных решений явля-

ется  захватный  модуль  (см.  патент  России  №  2256549  «Захватная  головка», 

Сысоев  С.Н.,  Жиров  М.Ю.),  где  для  питания  также  применяется  избыточное 

давление воздуха. Захватный модуль состоит из захватной головки (присоски) 

и привода ее вертикального перемещения, выполненный в виде пневмоцилин-

дра одностороннего действия, а поршневая полость соединена с линией нагне-

тания через распределитель и с атмосферой через предохранительный клапан. 

Присоска выполнена безнасосной с рабочей камерой, соединенной с атмосфе-

рой через распределитель. 

Применение  в  данных  захватных  модулях  известных  безнасосных  за-

хватных  головок  повышает  быстродействие  и  надежность  выполнения  опера-

ций «захватить», «отпустить» изделие. Однако использование в известных за-

хватных  модулях  в  качестве  привода  вертикального  перемещения  присоски 

пневмоцилиндров  одностороннего  действия  традиционного  исполнения,  пре-

9 

дохранительного клапана ограничивает величину вертикального перемещения, 

снижает быстродействие и надежность работы модуля в целом. 

Задачей  предполагаемого  изобретения  является  повышение  быстродей-

ствия и надежности работы устройства во всем диапазоне требуемых величин 

перемещения присоски за счет возложения функций предохранительного кла-

пана на силовую часть привода вертикального перемещения захватной головки 

и устранения зависимости величины ее хода от размеров привода вертикально-

го перемещения. 

Поставленная  задача  достигается  тем,  что  в  предлагаемом  устройстве, 

включающем  захватную  головку,  закрепленную  на подвижном элементе, под-

пружиненном возвратной пружиной к корпусу в  пневмоприводе односторон-

него  действия  с  рабочей  камерой,  выполненной  с  возможностью  соединения 

через распределитель с линией избыточного давления воздуха, рабочая камера 

образована  полостью  корпуса  и  крышкой,  а  захватная  головка  закреплена  на 

крышке, установленной на корпусе с возможностью разъединения с ним.  

Пример реализации предлагаемого устройства показан на рисунке (фиг.). 

Устройство состоит из корпуса 1, возвратной пружины 2, клапана 3, уп-

лотнения 4, постоянного магнита 5, крышки 6, изделия 7, захватываемого при-

соской 8.  

Полость корпуса 1 закрывается крышкой 6 с уплотнением 4, образуя ра-

бочую камеру пневмопривода. Крышка 6 подпружинена возвратной пружиной 

2 к корпусу 1, на котором закреплен постоянный магнит 5 с возможностью си-

лового  взаимодействия  с  крышкой  6.  Рабочая  камера  выполнена  с  возможно-

стью соединения с пневмолинией избыточного давления воздуха через управ-

ляемый клапан 3 (управление не показано). На крышке закреплена присоска 8. 

Захватный модуль работает следующим образом. 

В исходном положении (фиг. , а), так как клапан закрыт, рабочая камера 

пневмопривода  не  соединена  с  линией  избыточного  давления, присоска зани-

мает крайнее верхнее положение. 

10 

По  команде  «взять  изделие»  (фиг.  ,  б)  открывается  клапан  3,  соединяя 

пневмолинию избыточного давления воздуха с рабочей камерой пневмоприво-

да. В ней повышается избыточное давление воздуха и накапливается потенци-

альная энергия. Возрастает сила от давления, действующая на отрыв крышки 6 

от корпуса 1. При превышении удерживающих крышку 6 сил она перемещает-

ся в направлении изделия 7 (фиг. , в).  Выключается клапан 3. Присоска 8 дос-

тигает поверхности изделия 7 и, продолжая двигаться а том же направлении за 

счет инерционных сил, деформируется (фиг. ,г), вытесняя воздух из своей ра-

бочей  полости.  Выполняется  функция  захвата  изделия. Затем начинает дейст-

вовать возвратная пружина, перемещая крышку 6, присоску 8 с деталью 7 в на-

правлении к корпусу 1 (фиг. , д). После соединения крышки 6 с корпусом 1 из-

делие  занимает  крайнее  верхнее  положение  и  процесс  «взять»  изделие  закан-

чивается. 

Повышение быстродействия и надежности работы устройства при значи-

тельном увеличении диапазона величин перемещения присоски достигается за 

счет выполнения подвижного элемента, отсоединяющегося от корпуса привода 

перемещения захвата. 

Во  Владимирском  государственном  университете  был  изготовлен  рабо-

чий  макет  захватного  модуля.  Натурные  испытания  показали  его  работоспо-

собность и эффективность. По сравнению с аналогичными  устройствами в не-

сколько  раз  повышено  быстродействие  и  максимальный  рабочий  ход  захвата. 

Например,  выполнение  операции  «взять»  изделие  (опускание  захвата,  захват 

изделия,  подъем)  массой  100  г  с  расстояния  200  мм  осуществляется  за  время 

менее 0,1 секунды.