| Реферат |
Изобретение относится к области робототехники и может быть использовано в системе перемещения и базирования обрабатываемых деталей, например заготовок лопаток газотурбинных двигателей. Система содержит приспособление-спутник для захвата и перемещения обрабатываемых заготовок и устройство для базирования приспособления-спутника, при этом приспособление-спутник имеет корпус конической формы, на плоском торце которого расположено замковое устройство для удержания заготовок, выполненное в форме прямоугольного параллелепипеда, а устройство базирования имеет цилиндрический корпус с полостью, стенки которой образованы конической поверхностью, выполненной с возможностью сопряжения с наружной конической поверхностью корпуса приспособления-спутника, причем устройство базирования снабжено не менее чем тремя одинаковыми пластинчатыми направляющими пружинами. При этом корпус приспособления-спутника выполнен с полостью, открытой со стороны, взаимодействующей с устройством базирования, а внутри полости на корпусе вдоль его центральной оси установлен стержень с бобышкой на его свободном конце, причем устройство базирования снабжено цанговым механизмом захвата приспособления-спутника, размещенным внутри его корпуса по центральной оси, и замкнутой цилиндрической камерой пневматического управления цанговым механизмом, установленной снаружи корпуса устройства базирования на его торцевой поверхности, а упомянутая камера имеет патрубок для нагнетания в камеру воздуха и расположенный внутри нее подпружиненный поршень, который посредством штанги кинематически соединен с цанговым механизмом, при этом упомянутые пластинчатые пружины установлены на внутренней конической поверхности корпуса устройства базирования. Использование изобретения позволяет жестко базировать приспособление-спутник в процессе смены операций обработки лопаток, что расширяет функциональные возможности системы. 2 ил.
Изобретение относится к робототехнике, в частности к системе перемещения и базирования обрабатываемых деталей, а именно заготовок лопаток газотурбинных двигателей.
Недостаточная точность перемещения обрабатываемой заготовки технологическим роботом, входящим в робототехнический комплекс, обуславливает необходимость периодического проведения контрольных замеров ее параметров. Для этого заготовка, закрепленная в приспособлении-спутнике, предназначенном для удержания и переноса обрабатываемых деталей с помощью робота, перемещается в отдельно установленное магазинное устройство, откуда это приспособление перехватывается другим специальным роботом, который перемещает его в систему контроля, где определяется толщина оставшегося припуска, и вновь возвращает приспособление-спутник в магазинное устройство, из которого оно извлекается соответствующим роботом для продолжения обработки заготовки. Точность измерений геометрических параметров и последующей обработки заготовки требует обеспечения постоянства технологических баз, которые определяются точностью ее установки и измерения в устройстве базирования приспособления-спутника на каждом этапе ее захвата и перемещения тем или иным роботом.
Известна система перемещения и базирования обрабатываемых заготовок, в том числе лопаток газотурбинных двигателей, позволяющая захватывать объект манипулирования за счет движений манипулятора, создающих воздействие упора магазинного устройства на рукоятку защелки, которая приводит в действие механизм захватного устройства.
(См. патент СССР №1583286, МГЖ B23Q 3/02, 1988 г.).
Недостатком этого устройства является отсутствие процедуры осуществления точного совмещения осей объекта манипулирования и захватного устройства.
Известна система перемещения и базирования обрабатываемых заготовок, в том числе лопаток газотурбинных двигателей с эластичным элементом в виде вала, позволяющее совместить оси объекта манипулирования и захватного устройства за счет равновесия сил упругой деформации эластичного элемента при захвате.
(См. патент США №4770456, 1986 г.).
Недостатком этого устройства является удержание объекта манипулирования только силой трения и отсутствие базовых поверхностей, приводящее к возможности упругих смещений объекта манипулирования от силы резания.
Известна система перемещения и базирования обрабатываемых заготовок лопаток газотурбинных двигателей, включающая приспособление-спутник, содержащее корпус конической формы, на плоском торце которого в устройстве в форме прямоугольного параллелепипеда размещен замок для удержания перемещаемых заготовок и устройство базирования приспособления-спутника, цилиндрический корпус которого содержит полость, стенки которой образованы конической поверхностью, выполненной с возможностью сопряжения с наружной конической поверхностью корпуса приспособления-спутника.
(См. патент РФ №2814637, МПК B23Q 3/02, 2023 г.).
Согласно известному изобретению корпус приспособления-спутника выполнен в виде вала с различными по его длине фиксирующими элементами для его захвата механизмами с различными конструктивными особенностями, а устройство для базирования приспособления-спутника выполнено в виде коаксиально установленных наружного кольцевого основания и внутренней кольцевой втулки.
Преимуществом данной системы является то, что плоский торец корпуса приспособления-спутника в сочетании с прикрепленным к нему устройством для удержания перемещаемых заготовок в форме прямоугольного параллелепипеда, образует три взаимно перпендикулярные плоские поверхности, что обеспечивает возможность проведения периодических контрольных замеров геометрических параметров заготовки в базовой системе пространственных координат.
Данное устройство по технической сущности и достигаемому результату наиболее близко к предложенному техническому решению и, поэтому, принято в качестве его прототипа.
Недостатком известной системы является отсутствие возможности удержания приспособления-спутника после захвата в заданном положении, поскольку из-за выполнения его корпуса в виде длинномерного вала, удерживающая сила приспособления-спутника, компенсирующая сумму силы тяжести, силы инерции образуемой консоли, а также силы резания, не может быть обеспечена.
Задачей разработки является обеспечение удержания приспособления-спутника после захвата в заданном положении при обработке лопаток.
Для решения поставленной задачи предложена система перемещения и базирования обрабатываемых заготовок лопаток газотурбинных двигателей, включающая приспособление-спутник, содержащее корпус конической формы, на плоском торце которого в устройстве в форме прямоугольного параллелепипеда размещен замок для удержания перемещаемых заготовок и устройство базирования приспособления-спутника, цилиндрический корпус которого содержит полость, стенки которой образованы конической поверхностью, выполненной с возможностью сопряжения с наружной конической поверхностью корпуса приспособления-спутника, при этом корпус приспособления-спутника выполнен полым, внутри него по центральной оси расположен вертикальный стержень с бобышкой на верхнем конце стержня, а устройство базирования приспособления-спутника содержит, размещенный внутри его корпуса по центральной оси цанговый механизм захвата приспособления-спутника, и, размещенную снаружи корпуса на его торцевой поверхности замкнутую цилиндрическую камеру пневматического управления цанговым механизмом, содержащую патрубок для нагнетании в камеру воздуха и штангу, кинематически соединенную одним концом с цанговым механизмом, а другим - с подпружиненным поршнем, а для корректировки совмещения центральных осей приспособления-спутника и цангового механизма его захвата, устройство базирования содержит не менее трех симметрично расположенных на его внутренней конической поверхности одинаковых пластинчатых направляющих пружин.
Выполнение приспособления-спутника в укороченном виде в сочетании с оснащением устройства базирования цанговым механизмом захвата и другими сопутствующими фиксирующими элементами обеспечивает удержание приспособления-спутника в заданном положении.
На фиг. 1 показан вид в разрезе системы захвата и базирования обрабатываемых деталей.
На фиг. 2 показаны взаимно перпендикулярные стороны приспособления-спутника, используемые для контроля заданного положения обрабатываемой лопатки.
Система перемещения и базирования обрабатываемых заготовок лопаток газотурбинных двигателей, включает приспособление-спутник D (фиг. 1), содержащее корпус 1 конической формы, на плоском торце которого в устройстве 2 в форме прямоугольного параллелепипеда размещен замок 3 для удержания перемещаемых заготовок Z. Взаимно перпендикулярные стороны S1, S2, S3 (фиг. 2) этого устройства являются базовыми поверхностями, используемыми для контроля заданной ориентации обрабатываемой лопатки в пространственной системе координат. Устройство базирования приспособления-спутника С, содержит цилиндрический корпус 4, в котором имеется полость 5, стенки которой образованы конической поверхностью 6, выполненной с возможностью сопряжения с наружной конической поверхностью корпуса приспособления-спутника, при этом корпус приспособления-спутника имеет внутреннюю полость 7, внутри которой по центральной оси расположен вертикальный стержень 8 с бобышкой 9 на верхнем конце стержня, а устройство базирования приспособления-спутника содержит, размещенный внутри его корпуса по центральной оси цанговый механизм 10 захвата приспособления-спутника, состоящий из самой цанги 10-1 и направляющей цангу втулке 10-2 и, размещенную снаружи корпуса на его торцевой поверхности цилиндрическую камеру 11 для пневматического управления цанговым механизмом, которая содержит патрубок 12 для нагнетания в камеру воздуха, и штангу 13, кинематически соединенную одним концом с цанговым механизмом, а другим - с подпружиненным поршнем 14, а для корректировки совмещения центральных осей приспособления-спутника и цангового механизма его захвата, устройство базирования содержит не менее трех симметрично расположенных на его внутренней конической поверхности одинаковых пластинчатых направляющих пружин 15.
Система работает следующим образом.
Заготовка Z устанавливается в замок 3 устройства 2, размещенного на торце приспособления-спутника D и помещается в магазинное устройство (на чертеже не показано) на хранение. Для проведения механической обработки или контрольных замеров геометрических параметров заготовки устройство базирования приспособления-спутника С производит захват и базирование приспособления-спутника в заданном положении на конечном звене робота (на чертеже не показан). Робот перемещает устройство базирования так, чтобы бобышка 9 на стержне 8, установленном во внутренней полости 7 корпуса приспособления-спутника, вошла и встала по оси цангового механизма 10, после чего в камеру 11 для пневматического управления цанговым механизмом по патрубку 12 подается воздух, под давлением которого поршень 14 поднимается, вытягивая, соединенную с ним штангой 13 цангу 10-1 по направляющей втулке 10-2, так что лепестки цанги сначала сходятся на стержне с бобышкой, а при дальнейшем втягивании цанги в направляющую втулку до упора корпус приспособления-спутника входит в полость 5 корпуса 4 устройства базирования, при этом наружная коническая поверхность корпуса 1 приспособления-спутника входит в сопряжение с конической поверхностью 6 стенок внутренней полости устройства базирования, а пластинчатые направляющие пружины 15, за счет упругого равновесия горизонтальных сил обеспечивают соосность сопрягаемых конических поверхностей в процессе захвата. При этом наличие трех взаимно перпендикулярных плоских поверхностей приспособления спутника S1, S2, S3 обеспечивают возможность проведения периодических контрольных замеров геометрических параметров заготовки в базовой системе пространственных координат.
Использование предложенной конструкции позволяет не только базировать приспособление-спутник в процессе смены операций изготовления лопаток, но и вести их механическую обработку непосредственно в устройстве базирования, контролируя заданные параметры, что расширяет функциональные возможности системы.
Формула изобретения
Система для перемещения и базирования обрабатываемых заготовок лопаток газотурбинных двигателей, содержащая приспособление-спутник для захвата и перемещения обрабатываемых заготовок и устройство для базирования приспособления-спутника, при этом приспособление-спутник имеет корпус конической формы, на плоском торце которого расположено замковое устройство для удержания заготовок, выполненное в форме прямоугольного параллелепипеда, а устройство базирования имеет цилиндрический корпус с полостью, стенки которой образованы конической поверхностью, выполненной с возможностью сопряжения с наружной конической поверхностью корпуса приспособления-спутника, причем устройство базирования снабжено не менее чем тремя одинаковыми пластинчатыми направляющими пружинами, отличающаяся тем, что корпус приспособления-спутника выполнен с полостью, открытой со стороны, взаимодействующей с устройством базирования, а внутри полости на корпусе вдоль его центральной оси установлен стержень с бобышкой на его свободном конце, при этом упомянутое устройство базирования снабжено цанговым механизмом захвата приспособления-спутника, размещенным внутри его корпуса по центральной оси, и замкнутой цилиндрической камерой пневматического управления цанговым механизмом, установленной снаружи корпуса устройства базирования на его торцевой поверхности, причем упомянутая камера имеет патрубок для нагнетания в камеру воздуха и расположенный внутри нее подпружиненный поршень, который посредством штанги кинематически соединен с цанговым механизмом, а упомянутые пластинчатые пружины установлены на внутренней конической поверхности корпуса устройства базирования.
|
