Захватные устройства ПР.

Захватные устройства ПР предназначены для захватывания и удержания в определенном положении объектов манипулирования. Эти объекты могут иметь различные размеры, форму, массу и обладать разнообразными физическими.свойствами, поэтому захватные устройства являются сменными элементами.

Как правило, ПР комплектуют набором типовых (для данной модели) захватных устройств, которые можно менять в зависимости от требований конкретного рабочего задания. Иногда на типовой захват устанавливают сменные рабочие элементы (губки, присоски и т.п.). В случае необходимости ПР оснащают специальными захватными устройствами, предназначенными для выполнения определенных операций.

К числу обязательных требований, предъявляемых к захватным устройствам, относятся:

1. надежность захватывания и удержания объекта;

2. стабильность базирования.

Особое внимание следует обращать на надежность крепления захватных устройств к руке ПР.

Наиболее распространенными являются механические захватные устройства.

Неуправляемые захватные устройства типа пинцета (рис. 9, а) или типа клещей (рис. 9, в, г) удерживают деталь благодаря упругим свойствам зажимных элементов, а освобождают ее принудительно с помощью дополнительных устройств. Захваты такого вида применяют в условиях массового производства при манипулировании с объектами небольших масс и размеров.

Рис.9. Неуправляемые захватные устройства: а - типа пинцета в виде упругого разрезного валика, б - типа пинцета в виде разрезной упругой втулки, в - типа клещей с одной подвижной губкой, г - типа клещей с двумя подвижными губками; 1 - заготовка, 2 - рабочие элементы.

Не приводные захватные устройства со стопорными механизмами (рис.10), обеспечивающими чередование циклов зажима и освобождения деталей, являются автономными и не требуют специальных команд от системы управления и дополнительного подвода энергии. Детали удерживаются усилиями пружин в результате самозатягивания или запирающего действия губок. Как правило, подобные устройства работают в вертикальном положении.

На рис. 10, а представлена схема устройства для захвата деталей (типа валов или фланцев) по наружному диаметру.

На корпусе 7 закреплена направляющая 5, несущая запирающую планку 4. По направляющей может скользить головка 3, в которой шарнирно закреплены губки 1. Когда деталь удерживается губками захватного устройства, планка 4 входит между верхними концами губок 1, препятствуя их раскрытию. При укладке детали на разгрузочную позицию технологического агрегата захватное устройство перемещается вниз до контакта детали с поверхностью, на которую устанавливают деталь. При этом головка 3 упирается (планкой 2) в деталь и останавливается, а корпус 7 продолжает опускаться. Планка 4 опускается и высвобождает губки 1, которые расходятся под действием пружин 13. Одновременно срабатывает стопорное устройство, состоящее из свободно вращающейся защелки 11 (помешенной на оси 12). нижней втулки 9 (закрепленной на корпусе 7) и верхней втулки 8.

Втулка 8 имеет выступы только снизу, а втулка 9 имеет зубцы 6 сверху и снизу и, кроме того, снабжена прорезью по форме защелки 11, у которой имеются треугольные выступы, смещенные относительно зубцов.

Рис. 10. Не приводные захватные устройства со стопорными механизмами; а- для захвата деталей по наружному диаметру, б- для захвата деталей, лежащих стопкой, в- для захвата деталей по внутреннему диаметру.

При сближении корпуса 7 и головки 3 между собой защелка входит в зацепление с верхними зубцами и поворачивается на 45°. Когда корпус и головка расходятся, защелка входит в зацепление с верхними зубцами втулки 9, поворачивается еще на 45° и ее выступы 10 попадают в. прорезь. При этом запирающая планка 4 перемещается между верхними концами губок 1, обеспечивая зажим детали.

Для того чтобы разомкнуть систему, необходимо произвести еще одно сближение корпуса и головки: защелка опять войдет в зацепление с зубцами верхней втулки и повернется на 45°, а когда корпус 7 и головка 3 станут расходиться, защелка 11 войдет в зацепление с зубцами верхней втулки 8, повернется еще на 45° и будет удержана ею. Губки захватного устройства при этом окажутся раскрытыми.

На рис. 10, б представлено устройство для захвата деталей (типа фланцев, зубчатых колес и втулок), лежащих стопкой. Принцип работы этого устройства аналогичен описанному выше.

На рис. 10, в показано узко диапазонное устройство для захвата деталей по внутреннему диаметру отверстия (разница в диаметрах 1, 5…2 мм). Захватная часть состоит из конуса 1 и шариков 2, расположенных по окружности в обойме 3. Угол конуса (5…6°) должен быть меньше угла трения между шариками и деталью. Принцип работы устройства аналогичен описанному выше. Командные захватные устройства в основном бывают клещевого типа. Движение губок обеспечивается пневматическим, гидравлическим или электромеханическим приводом.

Широкое применение получили клещевые командные захватные устройства с рычажными передаточными механизмами, обеспечивающими выигрыш в силе зажима детали.

На рис. 11 показаны клещевые захватные устройства с гидравлическим приводом и системой рычажных передаточных механизмов. В конструкциях, приведенных на рис. 11, а, б, гидроцилиндр расположен между шарнирно закрепленными планками, связанными с рычажным механизмом. Зажимные губки выполнены сменными и крепятся к этим планкам. Путем смены губок обеспечивают захват детали за внутреннюю или за наружную поверхность. В захватном устройстве, показанном на рис. 11, б, одна из губок установлена на качающейся планке, угловое положение которой относительно рычага может регулироваться винтом, что позволяет производить изменение взаимного расположения губок. На рис. 11, г приведена конструкция захватного устройства, где для удержания детали используется усилие упругой деформации пальцев.

а)	б)
в)	г)
Рис.11.Клещевые захватные устройства с рычажными передаточными механизмами.

На рис. 12, а показана схема пневматического устройства со сменными рабочими губками, что позволяет использовать его для работы с объектами различной формы.

а)	б)	в)
Рис.12.Клещевые захватные устройства с пневмоприводом.

Аналогичное захватное устройство для фланцев и колец показано на рис. 12, б. На штоке 4 пневмоцилиндра 1 установлена планка 5, на которой шарнирно закреплены тяги 2, связанные с поворотными рычагами 3. К рычагам крепятся держатели 6, несущие сменные губки 7. Переналадка на другой диапазон захватываемых поверхностей осуществляется: перестановкой осей тяг 2 в дополнительные отверстия планки 5; с помощью сдвига держателей б по рычагам 3; сменой держателей или губок.

На рис.12, в показано центрирующее широкодиапазонное захватное устройство с параллельным перемещением губок. К корпусу 3 шарнирно крепятся рычаги 1. В направляющих корпуса перемещается тяга 4, связанная с приводом, на котором закреплены оси рычагов 2 и 5. К средним точкам рычагов 2 присоединены концы рычагов 1. Длина рычагов 2 вдвое больше длины рычагов 1, и шарнирные треугольники, образованные этими рычагами, являются равнобедренными, чем и обеспечивается прямолинейность перемещения губок 6, которые составляют вместе с тягой 4 и рычагами 2 и 5 шарнирные параллелограммы.

В конструкциях механических захватных устройств широкое применение нашли реечные передачи. По сравнению с рычажными, они имеют меньший габарит, обеспечивают большее раскрытие губок, однако не дают выигрыша в силе зажима детали. На рис. 7.13 представлены примеры конструкций реечных широкодиапазонных захватных устройств для деталей типа тел вращения.

Устройство (рис. 13, а) - однопозиционное, предназначенное для захвата гладких и ступенчатых валов. Профиль губок обеспечивает центрирование валов в широком диапазоне размеров. Две пары поворотных губок 1 свободно сидят на осях 7. На губках выполнены зубчатые секторы 8, входящие попарно в зацепление с рейками 3, которые связаны рычагами 4, образующими шарнирный параллелограмм. Рычаги 4 шарнирно связаны с тягой 2 привода. Такое устройство обеспечивает независимую работу каждой дары губок, что необходимо при захватывании и центрировании ступенчатых валов. Участки 5 профиля губок имеют меньшую (по сравнению с участками 6) толщину. Это обеспечивает подхватывание и центрирование деталей, расположенных с угловым смещением, а также гарантирует центрирование ступенчатой детали.

На рис. 13, б показано двухпозиционное центрирующее широкодиапазонное устройство для захвата валов, обеспечивающее относительно короткий цикл установки - снятия заготовок и обработанных деталей.

а)	б)
в)	г)
Рис.13.Захватные устройства для тел вращения (с реечным приводом).

Работа его осуществляется следующим образом. Захватное устройство с заготовкой 11, зажатой губками 10 (позиция I), сомкнутыми под действием пружины 8, переносится на линию центров станка. При этом губки захватного устройства на позиции II под действием толкателя 3, имеющего свой привод 4, раскрыты (пружина 8 на позиции II сжата). При перемещении толкателя вверх пружина разжимается, приводя в действие рычаги 1 и рейку 9, вследствие чего губки на позиции II сжимаются, захватывая обработанную деталь. После высвобождения детали (например, из патрона станка) вращением шпинделя 5 (через коническую шестерню б и зубчатый сектор 2) корпус 7 с губками поворачивается вокруг оси 12 так, что позиция I занимает положение позиции II и заготовка может быть установлена в патрон или центры станка.

На рис. 13, в, г приведены двухпальцевые центрирующие широкодиапазонные захватные устройства для деталей типа колец и фланцев, принцип действия которых аналогичен описанному выше. Устройство на рис. 13, г отличается тем, что одна из его губок выполнена укороченной, чем обеспечивается компактность конструкции и достигаются меньшие зазоры между деталями, лежащими в ориентирующей таре.

Элементы вакуумных и электромагнитных захватных устройств показаны на рис. 14. Основой вакуумных захватных устройств являются присоски и устройства для создания вакуума. Простым и распространенным способом создания вакуума является применение эжекторов. В этом случае разрежение получается без специальной установки за счет энергии сжатого воздуха, поступающего из заводской сети.

Одна из конструкций эжектора представлена на рис. 14, а. Основой эжектора является тройник, в который вклеены или впаяны пробки с отверстиями малого диаметра.

Рис. 14. Элементы вакуумных и электромагнитных захватных устройств: а- схема эжектора, б- пневмоприсоска с шаровой опорой, в- схема электромагнита, г- крепление вакуумных присосок или магнитов.

Присоски изготовляют из резины или пластмассы. На рис. 14, б показана конструкция присоски с шаровой опорой, которую можно закреплять к патрубку в любом нужном положении. Обычно для захватывания детали используют несколько присосок.

Подъемные электромагниты (рис. 14, в) состоят из корпуса 3, выполненного из низкоуглеродистой стали, внутри которого размещены катушки магнита 2, защищенные от повреждений листом 1 из марганцовистой стали или латуни.

Электромагнитные захватные устройства компонуются из небольших электромагнитов, устанавливаемых на общей раме. Такие устройства обычно применяют для переноса фасонных, круглых, ребристых и решетчатых поверхностей, захватить которые вакуумными устройствами трудно или невозможно.

Устройство для крепления присосок или магнитов показано на рис. 14, г. Оно содержит корпус 4 с отверстиями, в которые помещены резьбовые втулки 8, имеющие поперечные сверления, куда вставляются держатели б, несущие вакуумные присоски 7 или магниты 9. К плоскости корпуса 4 держатели 6 прижимаются винтами 5, проходящими через втулки 8. Передвигая держатели в сверлениях втулок 8 и поворачивая их на нужные углы относительно корпуса 4, можно в широких пределах менять относительное расположение присосок (магнитов).

Крепление захватных устройств на руке ПР может быть:

1. постоянное,

2. сменное,

3. быстросменное.

В качестве конструктивного исполнения мест крепления сменных захватных устройств используется фланцевое крепление, причем на руке ПР выполняется фланец с центрирующим отверстием по оси и с резьбовыми отверстиями вокруг него. При такой конструкции часть элементов захватного устройства размещается внутри руки ПР, осуществляется связь устройств, не имеющих встроенного привода, с приводом, находящимся в руке. Такая конструкция является простой и универсальной.

Для быстрой ручной смены захватных устройств, а также для их автоматической смены применяют байонетное крепление (рис. 15), включающее в себя гнездо 1 (выполненное на руке ПР), хвостовик 2 захватного устройства и приспособление 3 для его угловой фиксации.

При установке хвостовик захватного устройства вводится в гнездо с одновременным отжимом упора 3; затем захватное устройство поворачивается на 90° (см. вид А-А на рис. 15) и упор 3 заскакивает в отверстие, выполненное на фланце захватного устройства. Для смены захватного устройства требуется повернуть его относительно гнезда на 90°

Механизм автоматической смены захватных устройств (рис. 16) выполняется на основе нормализованного быстросменного крепления.

Захватное устройство, предназначенное для автоматической смены, помещается в магазин 1, который может быть выполнен в виде неподвижной стойки или поворотного диска с соответствующими гнездами. Каждое захватное устройство опирается на торцовую поверхность стойки фланцем 8 и центрируется цилиндрическим поясом 9 по гнезду, имеющему форму отверстия с вырезом для прохода верхней части корпуса захвата. Угловое положение захватного устройства определяется штифтом 2.

Рис.15. Байонетное крепление захватных устройств: 1 - гнездо, 2 - хвостовик, 3 - приспособление для узловой фиксации захватного устройства.	Рис.16. Механизм автоматической смены захватных устройств.

Угловая фиксация захватного устройства в руке 7 ПР осуществляется фиксатором (представляющим собой подпружиненную скалку 4 с роликом 3), который закреплен во втулке 3, смонтированной на руке 7. От поворота скалка 4 удерживается винтом и связана с рукояткой б, предназначенной для ручной расфиксации захватного устройства. На рис. 16 показан момент установки захватного устройства в гнездо магазина 7 перед раскрытием байонетного замка, т.е. момент, предшествующий взятию захватного устройства из магазина. Так как штифт 2 магазина входит в тот же паз 10 фланца 8, что и ролик 3 фиксатора, то в момент установки захватного устройства в магазин штифт 2 отжимает скалку 4, что обеспечивает поворот руки 7 ПР вместе с фиксатором на 90°, необходимый для раскрытия байонетного замка. При повороте руки 7 на 90° ролик 3 отжатого фиксатора катится по поверхности фланца 8. После поворота на 90° рука 7 уходит вверх, оставляя захватное устройство в гнезде магазина 1.

Взяв захватное устройство из магазина, рука 7, перемещаясь вертикально, надевается на его хвостовик. При этом фиксатор повернут на 90° относительно паза. Взаимодействуя с фланцем 8, фиксатор отжимается. При повороте руки на 90° байонетный замок замыкается, ролик 3 при этом катится по поверхности фланца 8. В конце поворота ролик 3 оказывается на торце штифта 2. Далее рука поднимается, увлекая за собой захватное устройство, причем паз 10 захватного устройства сходит со штифта 2, а фиксатор входит в него сверху под действием пружины.