1. Склад і робота промислового робота “Циклон-5”.

   1. Склад і робота маніпулятора “Циклон-5”.

      1. Маніпулятор є виконавчим механізмом ПР. Основними складовими одиницями маніпулятора є:

• рука (або дві руки);

• механізм підйому і повороту рук;

• пневмосистема.

1. Рука – складова конструкція, призначена для захоплення, утримання і орієнтації в просторі технологічних заготовок, деталей та інших предметів масою до 5 кг. Для здійснення вказаних вище операцій, рука обладнана спеціальним захоплювачем для утримання предметів і включає в себе привід затиску захоплювача, привід повороту захоплювача і привід висунення руки: (див. рис.2.2)

• захоплення і утримання предмету здійснюється губками, встановленими на захоплювачі, який своїм фланцем до фланця, що знаходиться на шліцевому хвостовику вала.

Розміри і конфігурація губок можуть бути різноманітними в залежності від форми і маси деталі; у випадку необхідності допускається заміна всього захоплювача.

Затиск і розтиск захоплювача здійснюється наступним чином:

• до штуцера поз.42 підводиться стиснуте повітря яке через отвір у втулці поз.19, внутрішню порожнину вала поз.22 і вала поз.14 поступає в робочу порожнину пневмоциліндра поз.3. Під тиском повітря шток – поршень поз.5 водило поз.2, закріплене на ньому, переміщується вліво. Водило зв’язане з важелями позиції 1, осями поз.32, які переміщуються в пазах важелів і повертають їх навколо осі поз.31. При цьому губки, закріплені на важелях, затискають деталь. Розтиск захвату відбувається під дією пружини поз.4 після скиду тиску повітря в робочій порожнині циліндра;

• максимальний кут повороту захвату 180.

Привід повороту захоплювача складається з двох пневмоциліндрів поз.36, 40 розташованих на корпусі поз.20, двох поршнів поз.37, 39, гвинтів – обмежувачів поз.35, 41, зубчатої рейки поз.38 і шестерні поз.21, яка знаходиться з нею в зачепленні, а також сидить на валу поз.22, який через шліцеву втулку поз.25 зв’язаний з валом поз.14.

При подачі стиснутого повітря в робочу порожнину одного з циліндрів, наприклад, лівого, поршень поз.37 разом з рейкою поз.38 рухається вправо, приводячи в рух шестерню поз.21, вал поз.22, вал поз.14 і захват. Порожнина правого циліндра при цьому з’єднується з атмосферою.

Для повороту захвату в протилежний напрямок стиснуте повітря подається в перший циліндр. Кут повороту захвату регулюється гвинтами – обмежувачами поз.35, 41, які обмежують рух поршнів поз.37, 39.

В тому випадку, коли в повороті захвату немає необхідності, механізм повороту захвату знімається з корпусу поз.20, а отвір закривається кришками поз.46. Рейка для усунення люфта між шестернею поз.21 і рейкою поз.38 піджимається гвинтами поз.53.

Для забезпечення рівномірної швидкості повороту захвату є гіродемпфер повороту захвата, який являє собою гідроквадрант, корпус якого поз.23 кріпиться до корпусу поз.20. Лопасть поз.43 встановлює на валу, який знаходиться в зачепленні з валом поз.22. При повороті захвату лопасть повертаючись, переганяє масло з порожнини А в порожнину В через дросель поз.44, за допомогою якого регулюється швидкість повороту захвата:

• максимальний хід висунення руки 600 мм.

Привід висунення руки являє собою пневмоциліндр, який складається з труби поз.16 з привареними на кінцях фланця поз.24 і поз.18, всередині труби поміщений повний шток – поршень поз.17, на передньому кінці якого закріплений захват. До фланця кріпиться корпус поз.13, 20.

В корпусі поз.13 запресована бронзова втулка поз.26, яка є направляючою штока поз.17. На штоці жорстко закріплений хомут поз.17, до якого кріпиться штанга поз.8 з двома упорами поз.9 і 15 призначеними для обмеження ходу штока. Пересуваючи упори по штанзі можна регулювати хід руки. Положення упорів фіксується гвинтами поз.10. Штанга поз.8 одночасно служить для утримання шток – поршня поз.17 від повороту відносно поздовжньої осі руки.

Пневмоциліндр включений в пневмосистему по схемі так, що його штокова порожнина постійно знаходиться під тиском. Для висунення руки стиснуте повітря подається в безштокову порожнину пневмоциліндра і, шток – поршень внаслідок різниці ефективних площ поршня починає переміщуватися вліво разом з штангою поз.8, і упорами поз.9 і 15; відбувається висунення руки. Висунення руки продовжується до зіткнення упора поз.15 з корпусом поз.13. В цей момент упор поз.15 натискає на підпружинений палець поз.11 давача положення поз.12. Давач видає сигнал системи керування про спрацювання механізму висунення. Для втягування руки тиск у безштоковій порожнині скидається і шток – поршень під дією тиску повітря в штоковій порожнині рухається.

Для збільшення швидкості втягування руки в магістралі підводу повітря з джерела встановлений клапан швидкого скиду. Робота його полягає в наступному:

Для висунення руки вперед повітря надходить із джерела через отв.А, переміщує золотник поз.1, який стискуючи пружину поз.2, закриває торцем вихлоп в атмосферу. Потім при дальшому підвищенні тиску відкривається клапан поз.3 стискуючи пружину поз.4 і повітря через порожнину в золотнику і ряд отворів “а” надходить в поршневу порожнину пневмоциліндра. При переключенні повітрерозподільника і втягуванні руки отв.А з’єднується з вихлопною лінією.

Під дією повітря і пружини поз.4 золотник поз.1 і клапан поз.3 повертаються в початкове положення. Повітря виходить з поршневої порожнини через отв. “б” і вихлопний отвір викидається в атмосферу.

В корпусі поз.13 розташований здвоєний гіродемпфер, який забезпечує гальмування руки при її висуванні і втягуванні при підході до точки позиціювання.

На рисунку дано схему складу гіродемпфера. Принцип його роботи заключається в наступному:

Рухаючи разом зі штоком руки (жорстко зв’язані з ним) упори поз.15 (при висуненні руки) або упори поз.9 (при зворотному русі) натискають виступаючі кінці золотників поз.51 або поз.54, витоплюючи їх в корпус. Масло при русі золотника поз.51(54) витісняється з порожнини В(Г) через кільцевий отвір в “г”, утворене внутрішнім кільцем золотника і свердлінням в корпусі. При переміщенні золотника збільшується довжина кільцевого отвору, плавно збільшуючи опір руху руки. Відбувається гальмування руки. Швидкість гальмування можна регулювати дроселем поз.34. Відкриваючи дросель, даємо додатковий вихід маслу з порожнини В(Г), збільшуючи цим швидкість гальмування руки. Масло, витіснене при русі золотника поз.51(54) частково перетікає в порожнину А, переміщає поршень поз.50 в праву сторону, долаючи тиск повітря, яке постійно надходить через штуцер.

При зворотньому русі руки упори поз.15(9) відходять від хвостовика золотника і масло з порожнини А під дією тиску повітря в порожнині Б, відкриваючи зворотні клапани поз.55, 56, перетікає в порожнину В(Г) і повертає золотник у вихідне положення.

3. Механізм підйому і повороту рук призначений для здійснення переміщення рук вздовж вертикальної осі маніпулятора і повороту рук навколо неї (рис.2.3).

Руки (рука) кріпиться на торці рухомого циліндра поз.9, який являється пневмоциліндром механізму підйому. В пристрій підйому рук входить також шток поз.11 з поршнем поз.10, встановлений на підшипниках поз.16 і поз.18 в корпусі поз.19, клапан гальмівний поз.8 і вбудований гальмівний пристрій — дросель поз.21.

Для підйому руки стиснуте повітря через отвір в кришці поз.17 і в штоці поз.11 подається в безштокову порожнину циліндра поз.9. Верхнє положення циліндра із закріпленими на ньому руками визначається гвинтом поз.5, який впираючись в корпус гальмівного клапана поз.8 перешкоджає дальшому переміщенню циліндра поз.9.

При підході циліндра до упора натискається кнопка гальмівного клапана і зупинка відбувається без ударів.

Клапан гальмівний поз.8 працює наступним чином:

При підніманні рук упор поз.5 циліндра підйому натискає на шток золотника поз.35, який піднімаючись, витісняє масло з порожнини А в порожнину Б через дросель поз.36 і кільцевий отв. “а” перемінного січення.

Час (швидкість) гальмування визначається часом перетікання масла і регулюється за допомогою дроселя поз.36. при цьому дросель налагоджується таким чином, щоб кінцева швидкість забезпечувала безударну зупинку рухомого циліндра з гвинтом 5 в верхньому положенні.

При опусканні рук (відході гвинта 5) повернення штока – золотника поз.35 в початкове положення здійснюється стиснутим повітрям, постійно поступаючи від джерела в порожнину В через кутник поз.37, вмонтований в отв. “б”.

Для прискорення повернення золотника, масло в порожнину А перетікає через зворотній клапан поз.38.

Інтенсивність гальмування пропусканні рук регулюється дроселем поз.21. плавність ходу і регулювання швидкості підйому і опускання рук здійснюється з допомогою гіродемпферів поз.39, 40.

Гіродемпфер зображений на рис.2. Корпус його кріпиться до стойки станини, а шток поз.41 з’єднаний з колектором поз.13. При підйомі і опусканні циліндра разом зі штоком поз.41 відбувається перетікання масла з порожнини Д в порожнину Е і, навпаки, через дросель поз.42, з допомогою якого регулюється швидкість підйому або опускання рук.

Нижнє положення циліндра визначається поршнем поз.10 в який впирається заглушка поз.6. По приході циліндра в задане положення спрацьовує давач БК-А-5-0, в паз головки якого входять флажки поз.2 закріплені на скалці поз.1 і сигналізує про виконання даного руху.

Пристрій повороту складається з двох малих пневмоциліндрів поз.27 і двох великих пневмоциліндрів поз.29 Шток – рейки поз.23 поршнів поз.25 малих пневмоциліндрів виконані у вигляді рейок, в задніх порожнистих кінцях яких знаходяться гальмівні давачі БК-А-5-0 поз.26, а передні кінці штоків служать плунжерами порожнин циліндра поз.22 гальмування повороту рук. На штоках поз.28 великих пневмоциліндрів поз.29 закріплені планки поз.31, які впираючись у регулюючі гайки – упори поз.30, обмежують штоки поз.28. Шток – рейки поз.21 зачіплюються з шестернею поз.24, закріпленою на штоці поз.11. Передача обертаючого моменту зі штока на рухомий циліндр поз.9 здійснюється завдяки скалці поз.12, яка закріплена на зажимі поз.15 і приводить в рух водило поз.14, жорстко зв’язане з рухомими циліндром поз.9.

Для здійснення повороту рук стиснене повітря подається в безштокову порожнину одного з пневмоциліндрів поз.27 і шток – рейка, переміщуючись під тиском повітря до упора в шток поз.28 приводить в обертання шестерню поз.24, а, відповідно, і зв’язаний з нею, як вказувалось вище, рухомий циліндр поз.9 із закріпленими на ньому руками.

Для зменшення опору при повороті стиснуте повітря в пневмоциліндри поз.27 подається через клапани швидкого випускання повітря поз.45, принцип дії яких аналогічний описаному вище.

Фіксація любих чотирьох точок в зоні обслуговування робота при повороті рук здійснюється шляхом послідовної подачі стиснутого повітря у відповідні порожнини пневмоциліндрів поз.27, поз.29. Нижче приводиться приклад позиціювань в одній з точок при повороті рук.

При подачі стиснутого повітря в задану порожнину пневмоциліндра поз.29 планка поз.31 впирається в раніше встановлену при настройці гайку поз.30.

Потім стиснуте повітря подається в безштокову порожнину пневмоциліндра поз.27. Поршень цього пневмоциліндра починає переміщуватися вперед, приводячи в обертання шестерню поз.24, одночасно шток – рейка поз.23 пневмоциліндра поз.27, зв’язаного через шестерню з правим штоком, починає відходити назад до упора в передній кінець штока поз.28 пневмоциліндра поз.29. Так як площа поршня пневмоциліндра поз.29 більша площі 23 пневмоциліндра поз.27, обертання шестерні закінчується.

При підході шток – рейки поз.23 до упору УЦМ-30 видається електричний сигнал від давача БК-А-5-0 повороту поз.34, в пази головок якого входять флажки поз.20, закріплені в обоймах поз.4. Безударна зупинка руки при повороті досягається з допомогою гальмівного пристрою поз.3. Порожнини гідроциліндра поз.22 корпуса поз.19 заповнені маслом, в яких переміщуються шток – рейки поз.23, з’єднуються між собою через канали а, б, в гальмівного пристрою і розподільник золотника поз.4. При переміщенні рейок масло перетікає з однієї порожнини в іншу, і при крайньому лівому положенні плунжера поз.8 гальмівного пристрою ніщо не перешкоджає перетіканню масла. Переміщуючи гвинтом поз.7 плунжер вправо, частково перекриваючи канал В, можна регулювати швидкість повороту рук.

Гальмування здійснюється наступним чином:

При підході шток – рейки поз.23 до штока поз.28 останній натискає підпружинену кнопку гальмівного давача поз.26, який дає команду після певної витримки часу, заданої в програмі, на переключення розподільника поз.4. Розподільник стає в позицію гальмування, при якій масло із однієї порожнини гідроциліндра починає перетікати в другу через дросель поз.3, внаслідок чого в порожнинах утворюється протитиск масла, перешкоджаючий переміщенню рейок. Інтенсивність гальмування регулюється дроселем поз.3. Золотник напорний поз.5 зливає частину масла, пом’якшуючи удар.

Бачок поз.6 призначений для наповнення системи маслом через золотник зворотного клапана поз.2, коли в системі виникає розрідження внаслідок втрат. Кнопка поз.1 призначена для випускання із системи повітря. Золотник зворотного клапана поз.2 запобігає від виплесків масла з бачка в момент гальмування. Заправка масла в бачок відбувається через наливну маслянку поз.9.

На рухомому циліндрі закріплено два колектори. Верхній колектор є одночасно основою кронштейна руки (або консолей рук).

Стиснуте повітря для приводу рук подається з повітророзподільників по гнучких трубках в нижній колектор поз.13, який має можливість тільки вертикального переміщення, і далі по каналах у рухомому циліндрі і верхньому колекторі в руку.

4. Пневмосистема призначена для підготовки повітря і підведення його до пневмоциліндрів механізмів приводів.

Повітря підведене від джерела, надходить у пневматичний блок П-Б1 16/10 поз.3 (рис.2.2).

Пневматичний блок призначений для:

• очистки стиснутого повітря від твердих часток, води і компресорного масла;

• контролю тиску і підтримки його постійним;

• запобігання системи від перевантаження;

• подачі електричного сигналу при досягненні мінімального тиску, який визначається настройкою реле;

• відключення системи від тиску.

Очищене повітря надходить через зворотній клапан поз.4, ресивер, розташований в основі станини поз.6. Із ресивера повітря через масло розпилювачі поз.2 подається до пневмопанелей (ліва поз.1, права поз.5) і через повітрерозподільники, розташовані на пневмопанелях, в циліндри відповідних пневмоприводів. Вихлоп стисненого повітря з пневмоприводів відбувається через глушники поз.1.

З’єднання всіх складових частин пневмосистеми відбувається за допомогою гнучких трубопроводів (труби напірні з поліетилену по ГОСТ 18599-73) у відповідності з маркуванням на панелях, колекторах, гальмівних золотниках і пневмоциліндрах (див. схему гідропневматичну).