2491

По числу рабочих позиций ЗУ делятся на одно и многопозиционные.

По характеру работы многопозиционные ЗУ делятся

Рис. 4.1.

на три группы: последовательного, параллельного и комбинированного действия. ЗУ последовательного

действия являются двухпозиционными устройствами имеющими загрузочную и разгрузочную позиции. Рабочие элементы каждой позиции действуют независимо друг от друга.

Многопозиционные ЗУ параллельного действия имеют несколько позиций для одновременного захвата или освобождения нескольких деталей. ЗУ комбинированного действия имеют группы параллельно работающих позиций, имеющие независимые приводы.

4.3. Конструкции механических ЗУ

Неуправляемые ЗУ имеют вид пинцетов, цанг (разрезных тонкостенных втулок) или клещей с одной или двумя подвижными губками, риводимыми в действие пружинами (рис. 1.). Эти ЗУ разжимаются при взаимодействии с ОМ из-за чего могут быть повреждены его поверхности или зажимные элементы. ОМ в подобных

150

ЗУ удерживается силами упругости и освобождается принудительно с помощью дополнительных устройств. Такие ЗУ применяются при массовом производстве для манипулирования объектами небольших размеров и масс.

Неприводные ЗУ со стопорными механизмами (рис. 2.) обеспечивают чередование циклов зажима и разжима ОМ, являются автономными, не требуют специальных управляющих средств и подвода энергии. ОМ удерживается силой упругости пружины вследствие эффекта самозатягивания или запирающего действия губок. Такие ЗУ работают, как правило, только в вертикальном положении.

ЗУ, показанное на рис. 2. предназначено для схватывания валов или других круглых деталей за цилиндрическую поверхность. ОМ удерживается силами, действующими на губки 1 со стороны запирающей планки 4 жестко связанной через направляющую 5 с корпусом 7. Губки 1 шарнирно закреплены на головке захвата 3,

151

Стопорное устройство ЗУ состоит из защелки 9, свободно вращающейся относительно стакана 6, нижней втулки 11, неподвижной относительно корпуса 7, и верхней втулки 8, движущейся поступательно относи-

152

Рис. 4.3.

Командные ЗУ отличаются от ЗУ со стопорными механизмами наличием привода. Пневмопривод наиболее прост и удобен благодаря удобству подвода энергии (достаточно одного шланга), легкости регулирования зажимной силы, возможности использования в агрессивных средах и при высоких температурах. Основные недостатки пневмопривода – небольшие зажимные силы и большие габаритные размеры.

Гидропривод также широко используется в схватах, поскольку обеспечивает значительные зажимные силы, их легкую регулировку и компактен.

Электропривод в приводах ЗУ применяется сравнительно редко, вследствие сложности и громоздкости.

Наибольшее применение получили клещевые командные ЗУ с рычажными передаточными механизмами, обеспечивающими выигрыш в зажимной силе.

На рис. 3 показаны конструктивно - кинематические схемы некоторых захватов с гидро или пневмоприводом. У захватов, содержащих рычажные механизмы, прижимная сила является функцией положения губок, что не всегда удобно (рис. 3, б, в, г). Такой недостаток отсутствует у ЗУ с зубчатыми передающими механизмами (рис. 3, д-и), которые удобно применять при работе с ОМ, имеющими некоторый диапазон изменения масс и размеров. ЗУ, указанные на рис. 3, е-и, являются центрирующими, так как обеспечивают постоянное положение оси детали относительно ЗУ.

4.4. Вакуумные и электромагнитные ЗУ

Основными элементами вакуумных ЗУ являются присоски и устройства понижения давления. Наиболее распространен эжекторный способ понижения давления. Разрежение получается за счет энергии сжатого воздуха, поступающего из заводской сети.

153

Основным элементом эжектора является тройник, в котором закреплена пробка с отверстиями малого диаметра (рис. 4, а). Сжатый воздух, проходя через пробку создает разрежение в полости присоски и увлекает за собой воздух из рабочей камеры присоски, соединенной шлангом с коническим штуцером (рис. 4, б). Для улучшения условий контакта с поверхностью ОМ пневмоприсоски снабжаются обычно шаровыми опорами (рис. 4, б). Несколько присосок могут обслуживаться одним

эжектором.

Для большей надежности захватывания в ответственных случаях применения каждая присоска снабжается индивидуальным эжектором и число присосок определяется с достаточным запасом, при котором, при отказе нескольких присосок ОМ будет надежно удерживаться.

Присоски нецентрирующих вакуумных ЗУ могут снабжаться отдельными эжекторами, которые в данном

Рис. 4.4.

случае являются и присоединительной арматурой для шлонгов. Присоски изготавливаются из резины или резиноподобных по свойствам пластмасс.

Вакуумные ЗУ пригодны только для ОМ с плоскими и ровными, гладкими и чистыми поверхностями, обеспечивают небольшую силу притяжения при фиксированной площади присосок, имеют пониженную точ-

154

ность базирования за счет эластичности присосок, имеют замедленное срабатывание, что вызвано временем для создания нужного разрежения, более сложны по конструкции, громоздки и менее долговечны в сравнении с электромагнитными ЗУ.

Основным рабочим элементом электромагнитных ЗУ является небольшой электромагнит. Такие ЗУ используются для работы с ОМ, имеющими фасонные, круглые, ребристые и ре-

шетчатые поверхности, при которых применение пнев-

матических ЗУ невозможно. В тех случаях, когда используютсяся постоянные магниты, необходимо специальное устройство, удерживающее ОМ при разгрузке, или сбрасыватель.

Подъемный электромагнит (рис. 5) имеет корпус 3, содержащий в себе катушку 2 и лист 1 из неферромагнитного материала, предохраняющий катушку от повреждения мелкими частицами металластружками, случайными деталями и др.

155

Рис. 4.6.

Электромагнитные ЗУ могут работать только с на- магни-чивающимися материалами, могут создавать большие силы притяжения на единицу поверхности контакта, имеют высокую точность базирования, быстродействие, простую конструкцию, долговечны.

Основной недостаток электромагнитных ЗУ – наличие остаточного магнетизма и возможность загрязнения контактных поверхностей электромагнитов посторонними намагничивающимися частицами, уменьшающими силу притяжения магнита и создающими опасность повреждения поверхностей ЗУ или ОМ.

На рис. 6 показано устройство для крепления электромагнитов или присосок, состоящих из корпуса 4 с отверстиями, в которые помещены втулки 5, входящие в пазы держателей. Держатели крепятся к корпусу болтами 6 с помощью гаек 9. Подобная конструкция крепления позволяет передвигать и поворачивать держатели относительно корпуса, устанавливая присоски или электромагниты в нужном положении.

4.5. ЗУ с эластичными камерами

ЗУ с эластичными камерами применяют для пере-

Рис. 4.7.

156

носа небольших хрупких изделий небольшой массы, изделий имеющих неправильную форму или значительные отклонения формы или размеров. Действие ЗУ основано на деформировании эластичной камеры под действием давления жидкости или газа. ОМ для ЗУ с эластичными камерами могут быть бутылки, баллоны электроламп, химическая посуда и т. п.

На рис. 7 показаны центрирующие ЗУ с эластичными камерами для удержания цилиндрических деталей за внутреннюю и наружную поверхности. Камера 4 крепится к корпусу 1 через кольцо 3 и шайбу 6 гайкой 2 или винтом 5. Сжатый воздух подается в камеру через отверстия в корпусе 1. При подаче сжатого воздуха камера раздувается и удерживает деталь за внутреннюю (рис. 7, а) или наружную поверхность (рис. 7, б).

Разновидностью эластичных камер являются эластичные пальцы (рис. 8). Внутренняя часть поверхности пальцев имеет большую жесткость на растяжение, чем наружная и поэтому под действием внутреннего давле-

ния пальцы изгибаются и прилегают к детали, повторяя ее конфигурацию в месте контакта с пальцем.

ЗУ с эластичными камерами применяются для удержания деталей как за внутреннюю, так и за наружную поверхности ОМ.

Базирующее ЗУ с изгибаемыми камерами служат для захвата ОМ за наружную поверхность. В таких ЗУ ОМ базируется с помощью базирующей призмы (рис.

157

Рис. 4.8.

8). Изгибаемые эластичные камеры 1 соединяются с пневмопроводом через отверстие 7. При подаче сжатого воздуха камера изгибается и прижимает захватываемую деталь к базирующей призме 2, положение которой может изменяться винтом 3. Камеры крепятся в пазах держателя 5 винтами, что дает возможность переналаживать ЗУ на другие размеры деталей. Эластичные камеры крепятся к корпусам 6 с помощью хомутов 4. Эластичные камеры снабжены отверстиями 8, предохраняющими камеры от разрыва под действием давления сжатого воздуха, которое при нормальных условиях может достигать 6 атм.

При установке трех и более изгибающихся эластичных камер на общем держателе можно получить различные базирующие ЗУ, позволяющие работать с объектами – телами вращения произвольной симметричной

формы – шарами, электролампами и т. п., а также с ОМ, не имеющими осей симметрии и не являющимися телами вращения.

4.6. Проектирование ЗУ

158

Проектирование ЗУ начинается после выбора типового объекта манипулирования. Таким объектом становится типовое (наиболее распространенное в данном производстве) изделие, определяемое в результате анализа множества возможных обрабатываемых изделий. С учетом технологии изготовления изделия определяются возможные подходы схвата и места захвата манипулятором, выясняются условия базирования изделия в технологической оснастке, зазоры и заходные фаски, силы прижатия изделия к базирующим поверхностям, выбираются наиболее общие места захвата и особенно тщательно выявляются случаи перемены места захватывания или схвата.

После этого выбирается количество и кинематика пальцев, форма и расположение базирующих поверхностей губок. Например, детали с неизменным размером места захватывания, устанавливаемые в оборудование или место сборки с повышенной точностью, следует переносить и устанавливать схватами с цангами или эластичными камерами.

При изменении номинального размера места захватывания на 20 -30% можно использовать клещевые схваты с призматическими губками. Если при этом смещение центров изделий превышает допустимые пределы, то вводят коррекцию в программу перемещения изделий или губки сложного профиля.

Схваты с поступательно движущимися пальцами используют для изделий с изменением размера места захватывания до 100% или изделий с плоскими местами захватывания. При более широком диапазоне измене-

Рис. 4.9.

ния размеров места захватывания используют трехпальцевые схваты (рис. 3, д, е).

159