Способ определения качества сборки

Способ определения качества сборки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: для автоматизированного сборочного производства. Сущность изобретения: устройство реализующее способ , содержит деталь стержневого типа 1, схват робота 2, отверстие детали 3. базирующее приспособление 4, датчик вибрации5, ключи 6.7, усилитель-корректор 8, устройство сравнения 9, блок уставок 10, частотный анализатор 11, блок анализа отклика 12, микрокомпьютер 13, преобразователь перемещения 14, винт 15, двигатель привода 16, гайку 17, ползун 19, направляющую вертикальных перемещений 20, штангу 21. губку 22, кронштейн 23, катушку электромагнита 24, токопроводящую обмотку 25. сердечник 26, возвратную пружину 27, ударник 28, | блок управления ударником 29. 1 ил.. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.,5U „„1824279 А1 (5!)5 В 23 Р 19/00

ГОСУДАРСТВЕН.ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

» к

° »

Ъ»

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4771519/08 (22) 19.12.89 (46) 30.06.93. Бюл. N 24 (71) Самарский филиал Института машиноведения им. А.А.Благонравова (72) В.А.Николаев, В.Г.Шуваев и В.А.Папшев (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЫ639938,. кл. В 23 P 19/00, 1989. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА

СБОРКИ (57) Использование: для автоматизированного сборочного производства. Сущность изобретения: устройство реализующее способ, содержит деталь стержневого типа 1, схват робота 2. отверстие детали 3, баэирующее приспособление 4, датчик вибрации 5, ключи 6,7. усилитель-корректор 8, устройство сравнения 9, блок уставок 10, частотный анализатор 11, блок анализа отклика 12, микрокомпьютер 13. преобразователь перемещения 14, винт 15, двигатель привода 16, гайку 17, полэун 19, направляющую вертикальных перемещений 20, штангу 21, губку

22. кронштейн 23, катушку электромагнита

24, токопроводящую обмотку 25, сердечник

26, возвратную пружину 27, ударник 28, блок управления ударником 29. 1 ил., 1 табЛ.

00 Ю

ЬЭ 4

1824279 заключение о качестве сборки. Предлагае- 35 мое решение позволяет проводить анализ, адаптивный к момента л возникновения дефектов сборки.

На чертеже показано устройство для реализации способа. 40

Устройство содержит деталь стержневого типа 1, которая с помощью схвата робота 2 вставляется в отверстие детали 3, установленной на базирующем приспособлении 4. На детали 3 закреплен датчик виб- 45 рации 5, выход которого связан одновременно с информационными входами ключей б и 7. Выход ключа 7 связан со входом усилителя-корректора 8, а выход усилителя корректо а 8 связан с первым входом устройства сравнения 9, второй вход устройства сравнения 9 связан с выходом блока установок 10. Первый и второй выходы ключа 6 подключены, соответственно, ко входам частотного анализатора 11 и 55 блока анализа отклика 12, Выход чагтотного анализатора 11 соединен с первым входом микрокомпьютера 13, второй вход которого соединен с первым выходом блока анализа отклика 12, а второй выход блока анализа

Изобретение относится к области машиностроения и ложет быть использовано в автоматизированном сборочном производстве.

Цель изобретения — повышение точности определения качества сборки за счет фиксации локальных дефектов.

Существенным отличием является то, что проводят непрерывный контроль эа величиной колебаний поверхности кон акта и возбуждают колебания в одной из деталей одиночным импульсом в момент превышения величиной колебаний заданного уровня, причем в этот же момент времени производят фиксацию координаты линейного относительного перемещения собираемых деталей, В прототипе возбуждение колебаний и анализ отклика проводятся при ряде заранее установленных значений координат линейного относительного перемещения деталей, что затрудняет обнаружение (локализацию) дефектов, попадающих в промежутки между заранее установленными значениями координат, Предлагаемый способ позволяет устранить данный недостаток, так как в результате контроля изменения величины колебаний определя, ется наличие дефекта, одновременно фиксируется координата линейного относительного перемещения деталей, возбуждаются колебания одиночным импульсом и проводится анализ параметров отклика, на основании которого делается

30 отклика 12 подключен одновременно к первому управля|ощему входу ключа 6 и первому управляющему входу ключа 7. Выход преобразователя перемещения 14 соединен с третьим входом микрокомпьютера 13.

Преобразователь перемещения 14 при помощи винта 15 соединен с двигателем привода 16. По винту 15 перемещается гайка 17. которая при помощи кронштейна 18 соединена с полэуном 19. Ползун 19 установлен на направляющей вертикальных перемещений 20 и при помощи штанги 21 соединен со схватом робота 2, На губке 22 схвата робота

2 с помощью кронштейна 23 закреплена катушка электромагнита 24 с токопроводящей обмоткой 25. В катушке электромагнита 24 установлен сердечник 26, который с помощью возвратной пружины 27 соединен с губкой 22, На конце сердечника 26 эакреплен ударник 28, который через отверстие в губке 22 может воздействовать на деталь стержневого типа 1. Обмотка 25 катушки электромагнита 24 подключена к выходу бло::а управления ударником 29. Выход устройства сравнения 9 одновременно соединен .со вторыми управляющими входами ключей б и 7, четвертым входом микрокомпьютера 13 и со входом блока управления ударником 29.

Способ осуществляется следующим образом.

Деталь стержневого типа 1 с помощью схвата робота 2 вертикальным перемещение л вставляется в отверстие детали 3, установленной на баэирующем приспособлении

4, Отклонения размеров и формы поверхностей контакта приводят к изменению величины амплитуды колебаний. Колебания поверхностей контакта при помощи датчика вибрации 5 преобразуют в электрический сигнал. Электрический сигнал с датчика 5 через ключ б поступает на вход частотного анализатора 11, в котором определяется величина каждой часто1 ной составляющей электрического сигнала, На основе результатов частотного анализа колебаний осуществляется определение дефектов сборки в микрокомпьютере 13. Дефекты сборки определяются по результатам сравнения номинальных значений частотных составляющих, хранящихся в памяти микрокомпьютера 13, с действительными значениями частотных составляющих, получаемых в частотном анализаторе 11, Одновременно электрический сигнал с датчика вибрации 5 подается через ключ 7 на усилитель-корректор 8. Усиленный и скорректированный сигнал поступает в устройство сравнения 9, где сравнивается а лплитуда колебаний с заданной величиной

1824279 уставки, поступающей с блока уставок 10.

При достижении амплитудой колебаний уровня, превышающего уставку, устройство сравнения 9 выдает сигнал, поступающий одновременно на входы ключей 6 и 7, в микрокомпьютер 13 и на блок управления ударником 29. Ключ 7 переключается в состояние, запрещающее прохождение сигнала с датчика вибрации 5 на усилитель-корректор 8. Ключ 6 переключается в состояние, разрешающее прохождение электрического сигнала с датчика вибрации 5 на вход блока анализа отклика

12 и запрещает прохождение этого сигнала на вход частотного анализатора 11. Одновременно блок управления ударником 29 формирует управляющее воздействие, т.е. подключает кратковременно напряжение питания к обмотке 25 катушки электромагнита 24. Под действием электромагнитных сил сердечник 26 с ударником 28 через отверстие в губке 22 схвата 2 наносит удар по детали стержневого типа 1. После отключения питания возвратная пружина 27 переместит сердечник 26 с ударником 28 в первоначальное положение, Импульсом удара в соединяемых деталях 1 и 3 возбуждают свободные колебания, которые датчиком вибрации 5 преобразуются в электрический сигнал. В блоке анализа отклика 12 осуществляется определение декремента затухания Л свободно затухающих колебаний. Значение декремента затухания Лс первого выхода блока анализа отклика 12 подается на второй вход микрокомпьютера 13, где сравнивается с эталонным значением декремента затухания Л0 соответствующего фактической площади контакта и контактному давлению для текущего значения координаты линейного относительного перемещения деталей.

Одновременно со второго выхода блока анализа отклика 12 выдается сигнал на управляющие входы ключей б и 7. Ключ 6 переключается в состояние, запрещающее прохождение электрического сигнала с датчика 5 в блок анализа отклика 12 и размешает прохождение этого сигнала в блок частотного анализатора 11. Ключ 7 переключается в состояние, разрешающее прохождение электрического сигнала с датчика вибрации 5 на усилитель-корректор 8.

Относительное вертикальное перемещение детали 1 в отверстие детали 3 осуще-, ствляется следующим образом. Двигатель привода подач 16 передает вращение винту

15. Вращение винта 15 приводит к поступательному перемещснию гайки 17 и жестко связанных с ней кронштейна 18, полэуна 19 и штанги 21 со схватом 2. Ползун 19 установлен на направляющей вертикальных перемещений 20.

Информация о значении координаты

5 линейного перемещения детали 1 в вертикальном направлении формируется следующим образом. Вращение винта 15 преобразователем перемещения 14 преобразуется в электрический сигнал, пропорци10 ональный вертикальному перемещению детали 1, С выхода преобразователя перемещения 14 электрический сигнал пропорциональный перемещению поступает на третий вход микрокомпьютера 13, где фик15 сируется.

Следующий цикл определения декремента затухания Л осуществляется аналогично уже для следующего момента превышения амплитуды колебаний величи20 ны уставки, В промежутках между определением декремента затухания A проводится частотный анализ и определение величины каждой частотной составляющей электриче25 ского сигнала, В качестве конкретного примера выполнения изобретения с указанием конкретных однозначных значений технологических параметров, характеризующих способ опре30 деления некачественной сборки, рассмотрим процесс автоматизированной сборки деталей типа вал-втулка. Сборка осуществляется с помощью робота портального типа МИР-1, имеющего следующие

35 характеристики; грузоподьемность — 11 кГ, величина рабочей зоны — 908хбОбх290 мм, погрешность позиционирования -":0,01 мм, потребляемая мощность — 10 кВт, максимальное усилие запрессовки — 10 кН.

40 Собираемые детали имели следующие размеры: наружный диаметр втулки — 55 мм, внутренний диаметр — 45,012 мм, высота—

19 мм; диаметр вала — 45,013„мм, длина—

100 мм. На втулке закрепляется пьеэоэлек45 трический датчик вибрации типа КВ-10 (ГДР), ИС313 (СССР) с частотным диапазоном 20 — 20000 Гц. В качестве вторичной аппаратуры измерения параметров вибрации и удара использовался агрегатирован50 ный измеритель вибрации и удара

АГИВУ-3, позволяющий измерять ударные ускорения в диапазоне 1 10000 м/с и такие параметры вибрации, как виброперемещение в диапаэонг 0,1 10000 мм, виброско55 рость в диапазоне 10 1000 м/с и виброускорение в диапазоне 1 10000 м/с . г

Измеритель оснащен набором окгавных полосовых фильтров в диапазоне частот от 8

Гц до 16000 Гц, 1824279

12

18

1 мм

0,45

0.35

0,25

0,3

0,55

0,7

0,8

Составитель В. Николаев

Техред М.Моргентал Корректор Г, Кос

Редактор

Заказ 2208 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул,Гагарина, 101

Запрессовка вала по втулку, установленную на базирующем приспособлении производилась винтовым прессом с приводом вращения от манипулятора. Усилие запрессовки составляло 5000 кН, 5 вертикальное перемещение вала — 19 мм.

Анализ параметров отклика проводился в функции координат линейного относи-" тельного перемещения деталей L. В таблице представлены усредненные значения де- 10 кремента затухания Л, как функции линейного относительного перемещения 1, полученные при эапрессовке партии из 20 деталей:

Полученные значения декремента зату- 15 хания позволяют оценить качество соединения на любом этапе сборки деталей.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить точность определения положения (распределения) дефектов в процессе сбор- 20 ки. Это достигается за счет фиксации моментов превышения амплитуды вибрационного сигнала заданной уставки и возбуждении колебания одиночным импульсом, по результатам анализа парамет- 25 ров отклика которого делают оценку качества сборки. Причем в этот же момент времени фиксируют значение координат линейного относительного перемещения деталей. Такое решение позволяет проводить 30 анализ качества сборки, адаптации к возникающим дефектам, что существенно повышает точность локализации дефектов.

Погрешности размеров и формы сопрягаемых поверхностей, разброс их физико-меха- 35 нических свойств приводят к рассеянию динамических характеристик механической системы, достигающему сотен процентов.

Учитывая, что погрешность измерения тесToBbIM методом декремента затухания обычно не превышает 57ь, то до аналогичной величины может быть снижено рассеяние динамических характеристик механической системы.

Применение изобретения повысит работоспособность соединения, позволяя повысить качество беэ ужесточения технологических режимов.

Формула изобретения

Способ определения качества сборки, заключающийся в измерении величины колебаний поверхностей контактных соединяемых деталей и последующем определении погрешностей сборки по результатам частотного анализа колебаний, дополнительном возбуждении в одном из деталей колебаний одиночным импульсом, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности определения качества сборки эа счет фиксации локальных дефектов. в процессе сборки изменяют величину колебаний поверхности контакта и в момент превышения ею заданного уровня возбуждают в детали колебания одиночных импульсов, измеряют параметры отклика и, сравнивая их с эталонными значениями, определяют качество сборки, при этом фиксируют значение координат линейного относительного перемещения собираемых деталей в этот же момент времени.