Сборочное устройство

Сборочное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Соцнапнстнческнк

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ о 781005 (б1) Дополнительное.к авт. саид-ву(22) Заявлено15.01.79 (21) 2712603/25-08 с присоединением заявки №вЂ” (51)м. Кл.

В 23 P 19/00

В 23 P 21/00

< оеударствениый комитет

СССР на делам изобретений н открытий (23) Приоритет— (13) УДК 621.757 (088.8) Опубликовано 231180, Бюллетень ¹ 43

Дата опубликования описания 231180 (Щ Авторы изобретения

О.Н.Вертоградов, В.П.Гурьев, Ю.В.Шабрихин и В.В.Тишанков

Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт теплоэнергетического приборостроения

P3) Заявитель (54) СБОРОЧНОЕ УСТРОЙСТВО

Сборочное устройство относится к средствам автоматизации механосборочных операций и может быть использовано в машиностроении и других отраслях техники.

Известно сборочное устройство, содержащее привод малых перемещений с базовым приспособлением, имеющим датчики положения, и программный блок (1) .

Недостатком известного устройства является то, что оно непригодно для сборки крупных деталей с мелкими, а также непригодно для сборки деталей, не имеющих форму цилиндра.

Цель предлагаемого иэобретения— расширение функциональных возможностей устройства.

Цель достигается тем, что оно снабжено манипулятором со средствами регулировки положения его механической руки и датчиками перемещения последней, блоком памяти и коррелятором, причем входы всех датчиков соединены с блоком памяти, выход которого связан со входом коррелятора, а выходы последнего соединены с программным блоком и с датчиками перемещения руки манипулятора.

Сущность изобретения поясняется

I чертежами, где на фиг.1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг.2 — приводы перемещений собираемых деталей в исходном положении; на, фиг.3 — вид по стрелке А на фиг.2; на фиг.4 - схема фиксированных положений выходного элемента при10 вода малых перемещений; на фиг. 5 пример размещения привода малых неремещений на манипуляторе для автоматизации сборки крупных изделий.

Сборочное устройство содержит привод 1 малых перемещений, например двухкоординатный, программный блок 2, блок 3 памяти и коррелятор 4 (фиг.1).

Кроме того, в схему устройства включены датчики 5 и 6 (фиг.1 и 2). Эле менты 1-6 схемы соединены электрическими 7-12 и пневматическими 13 каналами, как показано на фиг.1. Привод 1 малых перемещений снабжен хвостовиком 14, например цилиндрической формы, входящим в соответствующее отверстие, например неподвижного элемента 15 сборочного устройства. В эле мент 15 запрессован палец 16, удерживающий привод 1 малых перемещений от разворота вокруг оси хвостовнка 14.

781005

Хвостовик 14 выполнен заодно с.основанйем 17 привода 1 малых перемеще" ний, йа мотором закреплены пневмодвигатели, например четыре сильфона

18 — 21 (занумерованы по разному в целях удобства описания работы"устройства). Внутренние полости сильфонов 18-21 через отверстия в основа нии 17 и пневмоканалы 13 соединены с выходом программного блока 2. Торцы сильфонов 18-21 находятся в контакте с двумя парами пружин 22-25, например пластинчатых. Пружины 22 и

23;: имеющие воэмбжность.изгибаться в йаправлении х, нижйими концами закреплены на рамке 26, а верхними соеди ""нены"с выхбдным элементом привода малых перемещений прямоугольнбй г ластиной 27. Пружины 25 и 24, способные йэгибаться в" направлении у, закреплены нижними концами на рамке 26, а верхними — на колпаке 28, установленном на основании 17. В верхней части колпака 28 установлены иэолйрующие втулки 29; в которые ввинчены упорыконтакты 30. Упоры 30 соединены каналами 10 с блоком 3 памяти..Между торцами упоров 30 и пластиной 27 в исходном положении привода 1 малых пе- ремещений выставлены, например, одинаковые зазоры а, между торцами основания 17 и элемента 15 выставлен зазор с. При этом основание 17 опирается на пружину 31, а датчик 5, закрепленный в элементе 15, не"чувствует наличия" основания 17. Па фиксаторах 32 и на верхней плоскбсти пластины 27 забаэирована одна из собираемых деталей, например втулка 33. Пластина 27 с фиксаторами 32, например коническими, представляет собой базовое приспособяение привода малых перемещвйий для базирования втулок 33.

Вторая собираемая деталь, йапример вал 34 удерживается захватом манипулятора 35. Исходное положение ру ки манипулятора 35 (вала 34) опреде"" ляется"положением регулируемых упоров 36 по каждой иэ кобрдинат, напрймер по х, у, -z, для манййуляторов, :"" "прбграймируемых по упорам, и положениями приводов для других типов манипуляторов. Датчик 6 установлен так, что он срабатывает при ходе вниз (в направлении - z) руки манипулятора

35 на величину, Достаточную для полногб сопряжения: собираемых деталей

33 и 34. В йсхбдйбм положении оси

CîèðÿãàåMûõ поверхностей собираемых автоматически деталей 33 и 34 смещены на величину б за счет погрешностей йх геометрии и базирования. При этом "ось отверстия втулки 33 находится в положении 37 (фиг.4). При подаче сжатого воздуха в сильфон 1.8 пружины 22 и 23 изгибаются, пластина 27 (а с нею и втулка 33) -перемещается в йаправлении х на ход а до упора 30 и ось отверстия втулки 33 оказывается в положении 38 (фиг.4). Аналогично, пои очередной подаче сжатого воздуха в сильфоны 19-21 ось отверстия втулки 33 занимает соответственно положения 39-41. Если сжатый воздух

5 подается одновременно в два соседних сильфона 18 и 20,20 и 19,19 и 21,21 и 18, ось отверстия втулки 33 занимает положения 42,43,44 и 45 соответственно, отстоящие от положения 37 иа а П.При данной конструкции привода.1 малых перемещений базовое приспособление с одной из собираемых деталей, например с 33, могут занимать девять фиксированных положений:

37-45. сборочное устройство работает следующим образом.

Из положения, показанного на фиг.2, вал 34 перемещается манипулятором 35 вниз в направлении z

Щ Если исходное смещение б меньше допустимого исходного смещения сопряга- емых поверхностей деталей 33 и 34, произойдет их сопряжение.

При этом пружины 22-25 играют

25 роль компенсаторов поперечных смещений и базовое приспособление привода 1 малых перемещений может смещаться иэ положения 37 в направлениях

+х и +у в фазах относительного ориентирования и -сопряжения эа счет

ЗО работы приводов манипулятора 35.

В конце процесса сопряжения датчик 6 отметит приход манипулятора 35 в нажнее положение, а датчик 5 — пребывание основания 17 привода 1 малых перемещений в исходном положении (вверху). Сигналы с датчиков 5 и 6 по каналам 7 и 8 соответственно поступают в блок 3 памяти. В тот же блок по каналу 10 поступают сигна4р лы от упоров-контактов 30. Блок 3 запоминает положение базового приспособления привода 1 малых перемещений; приведшее к удачному сопряжению, Отсутствие электрических

45 контактов между упорами 30 и базовым приспоооблением привода 1 малых перемещений различается блоком 3, как положение базового приспособления привода 1 малых перемещений в точке 37. Если исходное смещение б собираемых деталей больше допустимого, то вал 34 начнет давить на втулку 33, а через нее на основание

17 и пружину 31. При этом пружина

31 сжимается, и размер с уменьшает55 ся относительно своего исходного значения. При некотором значении размера с срабатывает датчик 5, включая через канал 9 программный блок 2, который начинает подавать сжатый воздух по кайалам 13 в сильфоны 1821 в определенной последовательнос ти и на -определенное время, т.е. программный блок 2 вырабатывает программу перемещений привода 1 малых перемещений с деталью 33 относительл

781005 но детали 34. Допустим, исходная программа перемещений такова, что ось отверстия детали 33 перемещается по точкам 37-38-42-40-43-39-44-41-45-38, т.е. обходит все положения по часовой стрелке с задержками или без задержек на каждом из них.

При этом происходит изменение смещения б как по величине так и по знаку (по направлению). В некоторый момент, например когда базовое приспо-. собление привода 1 малых перемещений находится в положении 43, произойдет сопряжение деталей 33 и 34. После этого привод 1 малых перемещений с деталью 33 под действием пружины 31.. вернутся в исходное положение (вверх) датчик 5 по каналу 9 сообщит об этом в программный блок 2, прерывая про должение программы перемещений при- вода 1 малых перемещений. Одновременно, по каналам 10 в блок памяти 3, а оттуда в коррелятор 4 поступает сигнал от упоров — контактов 30 о положении базы привода 1 малых перемещений, приведшем к успешному сопряжению. Сопряжение оканчивается, как описано выше, при поступлении сигналов от датчика 5 о том, что основание 17 поднято вверх и от датчика б о том, что манипулятор 35 пришел в положение окончания сопряжения.

После этого собранный узел удаляется с пластины 27 привода 1 малых перемещений манипулятором.35. A следующий цикл начинается с подачи очередных ориентированных собираемых деталей 33 и 34 на пластину 27 и в захват манипулятора 35 соответственно.

Если сопряжения не произойдет (это также запоминается блоком 3 памяти), то несобранные детали 33 и 34 удаляются в брак.

На протяжении заданного числа циклов, например двадцати, коррелятор

4 прочзводит статическую обработку зависимостей числа успешно проведенных операций сборки от положений базового приспособления привода 1 малых перемещений и решает задачу оптимизации процесса сборки по критерию производительности. Алгоритм решения таков:идеальным, не требующим вмешательства коррелятора 4, считается процесс, в котором процент собираемости равен ста (т.е. бракованных, неосуществленных сборок нет) и все сопряжения произошли при нахождении привода 1 малых перемещений в исходном положении 37. Если процент собираемости равен ста, но в выборке, подвергнутой статистической обработке, распределение собираемости по положениям базового приспособления привода 1 малых перемещений приходится на часть граничащих друг с другом положений, например поровну (25% случаев) на точки 37,39,43 и 44 (фиг.4), то коррелятор 4 по каналу

12 изменяет программу программного блока 2. В измененной программе перемещений привода 1 малых перемещений положения, дающие наибольшую вероятность сборки, обходятся первыми, например в последовательности 37,43,39, 44„41,45,38,42,40.Этим минимизируется время относительного ориентирования и сопряжения, а в итоге оптимизируется процесс сборки по критерию производительности. Если исходное положение 37 привода 1 малых перемещений не попадает в число точек наибольшей вероятности сборки, то в программе перемещений изменяется да же исходное положение привода 1 малых перемещений. Если вероятность сборки распределена по положениям привода 1 неравномерно, например в положении 37 вероятность составляет

40%, в положении 40 — 30%, в положе2О нии 43 — 20%< а в положении 39 — 5%, то программа обхода этих точек приводом 1 малых перемещений составляется в последовательности убывания вероятности — 37,40,43,39 и т.д.

Если точки наибольшей вероятности сборки сгруппированы на краю поля положений привода 1 малых перемещений, например положения 43,39 и 44, но процент собираемости меньше ста, коррелятор 4 кроме изменения программы программному блоку 2 выдает сигнал на регулировку положений упоров Зб.

В ЭтоМ случае очевидна необходиЗ5 мость центрирования точек наиболь4О

d0 шей вероятности сборки в поле положений 37 - 45 привода 1 малых перемещений.

Если упоры 36 снабжены приводами, то их подналадка .осуществляется автоматически. В противном случае сигнал с коррелятора 4 подается на любое средство отображения информации с укаэанием направления и величины подналадки, которая осуществляется чеповеком (наладчиком, оператором) .

Если точки наибольшей вероятности сборки распределены по полю положений 37-45 привода 1 малых перемещений приблизительно, равномерно, а процент собираемости меньше ста, то блок 4 выдает сигнал наладчику на увеличение хода а базы привода 1 малых перемещений, чем повышается процент собираемости и оптимизируется процесс сборки по критерию производительности. При необходимости автоматизации сборки крупных изделий, например станков, привод 1 малых перемещений помещается на руке манипулятора 35, как это показано на фиг.5 (между захватом 4б для присоединяемой детали 34 и рукой).При этом базовая тяжелая деталь 33 остается неподвижной в течение нескольких ци.— клов сборки. С использованием в при781005 воде 1 малых перемещений иных видов .пружин, например стержневых, и изме нением расположения двигателей появляется возможность осуществления поИСКОВЫХ движеннй ao,òðåì И более координатам для сборки особо сложных деталей, например с несколькими сопрягаемйми поверхностями.

Формула изобретения

Сборочное устройетво, содержащее привод малых перемещений с. базовым приспособлением, имеющим датчики положения, и програмчный блок, о т— л и ч а в щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено манипулятором со средствами регулировки положения его механической руки и датчиками перемещения последней, блоком памяти и коррелятором, причем входы всех датчиков соединены с блоком памяти, выход которого связан со входом коррелятора, а выходы последнего соединены с программным блоком и с датчиками перемещения руки манипулятора.

Йсточники информации, ;принятые во внимание при экспертизе

1. Авторскбе свидетельство СССР

35 ф 334036, кл. В 23 Р 19/00, 1970.

Составитель Н.Некрасова

Редактор В.Данко Техред И. Лсталощ Корректор Л.Иван

Заказ 8039/10 Тираж 1160 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная,4